空分耐水矽膠

空分耐水矽膠外觀為白色球形顆粒,具有高微孔結構,耐酸、耐鹼、耐溶劑。

基本介紹

  • 中文名:空分耐水矽膠
  • 用途:吸附劑、催化劑載體、淨化劑
物化性質,型號分類,主要用途,主要指標,製備原理,注意事項,結構特點,發展簡史,

物化性質

空分耐水矽膠外觀為白色球形顆粒,具有高微孔結構,耐酸(氫氟酸除外)、耐鹼、耐溶劑。熱穩定性好。無毒、無臭。具有較高的耐水性、吸附性。耐壓強度高,使用壽命長,再生破碎率低優於其它乾燥劑。空分耐水矽膠,又名遇水不裂矽膠。常用的普通矽膠具有開放的多孔結構,較大的比表面積,能夠吸附多種物質,是一種良好的乾燥劑、吸附劑和催化劑載體 。但其遇水易炸裂,使得顆粒完整率下降,影響工藝的正常進行。熱穩定性好。無毒、無臭。具有較高的耐水性、吸附性、耐壓強度高,使用壽命長,再生破碎率低等優點。空分耐水矽膠主要用於空分過程中的空氣乾燥,液態空氣、液態氧氣製備過程的乙炔吸附,壓縮空氣和各種工業氣體乾燥,在石油化工、電業、釀造等行業做液體吸附劑及用作催化劑載體,在水處理中用做水質淨化。

型號分類

空分耐水矽膠按空隙分為三種:細孔空分矽膠、粗孔空分矽膠。
空分耐水矽膠粒徑分為:1-3mm;2-4mm;2-5mm;4-8mm;6-8mm;8-10mm;8-12mm等。

主要用途

空分耐水矽膠(FNG)在空氣分離中用作液空、液氧中二氧化碳、乙炔等的吸附劑,各種氣體的乾燥劑,分子篩、矽膠保護床的前級緩衝乾燥劑,催化劑載體,離子吸附劑。
空分耐水矽膠空分耐水矽膠
1、細孔空分矽膠(原FNG-1)本品主要特點是在較低相對濕度條件下,對水份有很強的吸附能力,從而起到除濕、乾燥作用。在介質中對某些有害物質的選擇性吸附,又能達到淨化的目的。
2、細孔空分矽膠(原FNG-1)本品具備粗孔矽膠和細孔矽膠兼容特性。無論在較低相對濕度下或較高濕度下,都是最佳乾燥劑和淨化劑。
3、空分矽膠(FNG-3)本品在飽和濕度下,對水份的吸附容量一般是細孔空分矽膠型矽膠的2倍以上。因此,在套用上,為達到乾燥、淨化的目的時,一般與細孔矽膠、分子篩配合使用。本品有理想而穩定的孔隙結構,被廣泛用於催化劑載體

主要指標

A型-空分耐水矽膠(FNG-1)
指標名稱
指標
備註
φ2--3
φ3--5
φ5--8
粒度合格率(%)≥
95
95
95
重量計
點接觸抗壓碎力(N/顆)≥
15
45
90
20粒中平均值
抗壓碎力變異係數
0.5
0.5
0.5
20粒中任一粒
吸附量RH100%≥
38
38
38
靜態水吸附
磨耗率(%)≤
1.5
1.2
1
CM-3儀器500轉
550-700
550-700
550-700
500ml量筒
遇水完好率(%)≥
95
95
95
遇水不裂率
濕解率(%)≤
0.1
0.1
0.1
烘乾失重(%)≤
3
3
3
B型-空分耐水矽膠(FNG-2)
指標名稱
指標
備註
粒度合格率(%)≥
95
95
95
重量計
點接觸抗壓碎力(N/顆)≥
15
45
90
20粒中平均值
抗壓碎力變異係數
0.5
0.5
0.5
20粒中任一粒
吸附量RH100%≥
75
75
75
靜態水吸附
磨耗率(%)≤
1.5
1.2
1
CM-3儀器500轉
450-550
450-550
450-550
500ml量筒
遇水完好率(%)≥
95
95
95
遇水不裂率
濕解率(%)≤
0.1
0.1
0.1
烘乾失重(%)≤
3
3
3
C型-空分耐水矽膠(FNG-3)
指標名稱
指標
備註
粒度合格率(%)≥
95
95
95
重量計
點接觸抗壓碎力(N/顆)≥
15
45
90
平均值
抗壓碎力變異係數
0.5
0.5
0.5
20粒中任一粒
吸附量RH100%≥
80
80
80
靜態水吸附
磨耗率(%)≤
1.5
1.2
1
CM-3儀器500轉
450-550
450-550
450-550
500ml量筒
遇水完好率(%)≥
95
95
95
遇水不裂率
濕解率(%)≤
0.1
0.1
0.1
烘乾失重(%)≤
3
3
3

製備原理

普通矽膠遇水易裂的主要原因在於兩個方面:骨架強度不牢固,孔分布不均勻。矽膠粒子若短時間內吸附大罱水,由於顆粒不同部位的孔分布及孔大小不同,吸水的速率不同就會造成不同部位的膨脹率不同,而矽膠固體顆粒結構無法隨之收縮放大,在應力作用下就會炸裂。為了使製得的空分耐水矽膠具備較好的耐水性,主要從兩個方面著手:增加空分耐水矽膠的骨架強度,降低吸脫附水時表面張力的影響。一方面可通過加入鋁等增強劑來增強顆粒強度,原因在於-[Si—O—Ai]-鍵壁聯結強於單純的Si—O聯結;另一方面,可通過最佳化後處理工序的條件使膠體顆粒強度達到最佳。表面活性劑的處理一方面使得乾燥過程中顆粒碎裂率大大減少,另一方面使得空分耐水矽膠在吸附水時表面張力減小,從而使從內部碎裂矽膠顆粒的應力減小,更好的保護矽膠骨架結構。

注意事項

1、空分耐水矽膠使用前切勿打開包裝,以免吸潮,影響使用效果。
2、空分耐水矽膠適用於深度乾燥,使用條件以壓力大於5公斤/平方厘米為宜。
3、空分耐水矽膠使用一定時間後,吸附性能將逐漸下降,應通過再生,脫除被吸附的水份,以便反覆使用於再生作業的氣體,(具有比干燥作業時更低或相同壓力的乾氣體;具有比干燥作業時更高或相同溫度的乾氣體;升溫後的濕氣體;減壓後的濕氣體)。

結構特點

普通矽膠遇水易碎裂,這一缺點影響了工藝過程的穩定性並限制了它的工業套用。與普通矽膠相比,空分耐水矽膠具有更為堅同的骨架結構,其內部表面在吸脫附水時具有更小的表面張力,這都大大增加了空分耐水矽膠的耐水性。製得的空分耐水矽膠根據其不同的孔大小及表面特性,被套用於不同的領域。

發展簡史

早期的空分耐水矽膠其原料為成品矽膠或碎裂膠,與矽溶膠混合加工後得到。日本自1950年就開始工業化製造矽膠,是一個矽膠生產和消費大國,更是早在上世紀70年代便著手遇水不裂矽膠的研究,起初就是採用此種方法。國內早期對空分耐水矽膠的研究延續了國外的方法,即使用矽膠粉末與矽溶膠反應製得,原料皆為成品矽膠。至上世紀90年代,已經開始自矽酸鈉硫酸反應直接製取耐水矽膠,較前一種方法節省了一次製備工藝,主要是通過後序工藝條件的控制達到目的,原料方面同於傳統矽膠。隨著研究的不斷深入,鋁作為一種對矽膠骨架結構的增強劑加入到耐水矽膠的合成中,-【si—O—AI】-結構使得顆粒遇水時具有更好的穩定性。而鋁源的選擇對產品各方面性能的影響也值得研究。
空分耐水矽膠可以彌補矽膠遇水炸裂的不足,通過對影響矽膠耐水性的各因素的分析,可以發現增強其耐水性的不同方法和措施。空分耐水矽膠在結構和部分性質上不同於普通矽膠,國內外對其耐水性和吸附性的研究已經取得了很大的成績,並用於乾燥、吸附、催化等各個方面。在今後的研究過程中,可進一步增強其耐水性並選擇最佳化其合成原料及工藝,使耐水矽膠性質更加優越並得到更廣泛的套用。

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