Термодинаміка отримання монодисперсних частинок SiO2 гідролізом тетраетоксисилану в системі Si-O-H-C-N.
DOI:
https://doi.org/10.15276/opu.1.54.2018.10Ключові слова:
термодинаміка, метод Штобера, гідроліз тетраетоксисилануАнотація
Висвітлено проблему синтезу монодисперсних частинок SiO2 гідролізом (C2H5O)4Si за методом Штобера.
Метою дослідження є визначення умов проходження даної реакції у водно-аміачно-спиртовому середовищі при яких досягається
максимальна концентрація твердої фази SiO2 та мінімальна концентрація іонних сполук силіцію в розчині. Шляхом
термодинамічного моделювання досліджений склад системи Si-O-H-C-N при термодинамічній рівновазі для різних заданих умов.
Отримання максимальної кількості твердої фази SiO2 при різних початкових концентраціях (C2H5O)4Si досягається при початковій
концентрації C2H5OН більше 1,2 моль/л, концентрація твердої фази SiO2 пропорційна початковій концентрації (C2H5O)4Si.
Термодинамічні дослідження показують, що зміна температури реакції від 1 до 70 С не впливає на концентрації іонних сполук
силіцію в розчині та твердої фази SiO2. Отримані результати зменшують область пошуку оптимальних умов отримання
монодисперсних частинок SiO2 та дають можливість більш глибоко зрозуміти процеси що протікають в системі Si-O-H-C-N.
Завантаження
Посилання
Zhokhov A.A., Masalov V.M., & Sukhinina N.S. (2015). Photonic crystal microspheres. Optical Materials, 49, 208–212.
Plumere N., Ruff A., & Speiser B. (2012). Stöber silica particles as basis for redox modifications: particle shape, size, polydispersity, and porosity. Journal of Colloid and Interface Science, 368(1), 208–219.
Frolov Yu.G. (1979). Theoretical foundations for the synthesis of silica hydrosols. Preparation and use of silica hydrosols. Proceedings of Moscow. chem.-tech. institute of D.I. Mendeleyev, 107, 3–20.
Arantes T.M., Pintoa A.H., & Leitea E.R. (2012). Synthesis and optimization of colloidal silica nanoparticles and their functionalization with methacrylic acid. Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, 415, 209–217.
Tadanaga K., Morita K., Mori K., & Tatsumisago M. (2013). Synthesis of monodispersed silica nanoparticles with high concentration by the Stöber process. Journal of Sol-Gel Science and Technology, 68(2), 341–345.
Mark D., Melius A.F., Melius C.F., Ho P., & Zachariah M.R. (1995). Theoretical Study of the Thermochemistry of Molecules in the Si-O-H System. J. Phys. Chem., 99, 15285–15293.
Phadungsukanan W., Shekar S., & Shirley R. (2009). First-Principles Thermochemistry for Silicon Species in the Decomposition of Tetraethoxysilane. J. Phys. Chem. A., 13(31), 9041–9049.
Masalov V.M., Sukhinina N.S., & Omelchenko G.A. (2011). The nanostructure of silicon dioxide particles obtained by the multi-step Stober-Finqa-Bon method. Chemistry, physics and surface technology, 2(4), 373–384.
