Rannsóknir á notkunarsviði kísilgelþurrkefnis

Í framleiðslu og líftíma má nota kísilgel til að þurrka N2, loft, vetni, jarðgas [1] og svo framvegis. Samkvæmt sýru og basa má skipta þurrkefninu í: sýruþurrkandi efni, basískt þurrkefni og hlutlaust þurrkefni [2]. Kísilgel virðist vera hlutlaust þurrkefni sem þurrkar NH3, HCl, SO2 og svo framvegis. Hins vegar, frá grundvallarsjónarmiði, er kísilgel samsett úr þrívíddar millisameinda þurrkun á ortókiselsýru sameindum, aðalhlutinn er SiO2 og yfirborðið er ríkt af hýdroxýlhópum (sjá mynd 1). Ástæðan fyrir því að kísilgel getur tekið í sig vatn er sú að kísilhýdroxýlhópurinn á yfirborði kísilgels getur myndað millisameinda vetnistengi við vatnssameindir, þannig að það getur tekið í sig vatn og gegnt þurrkunarhlutverki. Litabreytandi kísilgel inniheldur kóbaltjónir, og eftir að aðsogsvatnið nær mettun verða kóbaltjónirnar í litabreytandi kísilgelinu að vökvuðum kóbaltjónum, þannig að bláa kísilgelið verður bleikt. Eftir að bleika kísilgelið hefur verið hitað við 200°C um tíma rofnar vetnistengið milli kísilgelsins og vatnssameindanna og mislitaði kísilgelið verður aftur blátt, þannig að hægt er að endurnýta byggingarmynd kísilsýrunnar og kísilgelsins eins og sýnt er á mynd 1. Þar sem yfirborð kísilgelsins er ríkt af hýdroxýlhópum getur yfirborð kísilgelsins einnig myndað vetnistengi milli sameinda við NH3 og HCl o.s.frv. og það gæti ekki verið nein leið til að virka sem þurrkefni fyrir NH3 og HCl, og engar viðeigandi skýrslur eru til í fyrirliggjandi fræðiritum. Hverjar voru niðurstöðurnar? Þessi einstaklingur hefur gert eftirfarandi tilraunir.


Birtingartími: 14. nóvember 2023