Op het uitgestrekte terrein van de materiaalkunde Colloïdaal silica met laag natriumgehalte speelt een belangrijke rol in veel industrieën, zoals coatings, gieten en textiel, vanwege de unieke fysische en chemische eigenschappen. Dit artikel onderzoekt het bereidingsproces van dit hoogwaardige materiaal en introduceert het transformatieproces van grondstoffen naar eindproducten.

De eerste stap bij het bereiden van colloïdaal silica met een laag natriumgehalte is het selecteren van geschikte grondstoffen. De belangrijkste grondstoffen zijn siliciumtetrachloride (SiCl₄), water (H₂O) en waterstof (H₂) en zuurstof (O₂) als katalysatoren. Deze grondstoffen moeten een strenge kwaliteitscontrole ondergaan om de zuiverheid en prestaties van het eindproduct te garanderen. In de voorbehandelingsfase moeten de grondstoffen doorgaans worden gezuiverd om onzuiverheden te verwijderen. In het bijzonder moet siliciumtetrachloride, vanwege zijn hoge reactiviteit en potentiële toxiciteit, onder gesloten en veilige omstandigheden worden gebruikt om de productieveiligheid en milieuvriendelijkheid te garanderen. De kernstap bij de bereiding van colloïdaal silica met een laag natriumgehalte is de hydrolysereactie in de gasfase, die meestal wordt uitgevoerd in een speciale reactor die parameters zoals temperatuur, druk en gasstroom nauwkeurig kan regelen. In de reactor wordt siliciumtetrachloridegas in een bepaalde verhouding gemengd met waterstof en zuurstof en ondergaat het een hydrolysereactie onder hoge temperatuuromstandigheden. De reactievergelijking kan grofweg worden uitgedrukt als: SiCl₄ 2H₂O → SiO₂ 4HCl. Bij daadwerkelijke industriële productie zijn de reactieomstandigheden ingewikkelder, waarbij meerdere stappen en tussenproducten betrokken zijn. Door de reactieomstandigheden, zoals temperatuur, druk en gassamenstelling, nauwkeurig te regelen, kunnen silicadeeltjes met uniforme deeltjesgrootte en goede dispersie worden gegenereerd. Om producten met een laag natriumgehalte te verkrijgen, moeten tijdens de reactie specifieke additieven worden toegevoegd of moeten er specifieke nabehandelingsprocessen worden gebruikt om het natriumgehalte in het eindproduct te verlagen. Nadat de reactie is voltooid, moet het resulterende mengsel scheidings- en zuiveringsstappen ondergaan om colloïdaal silica te extraheren, wat gewoonlijk filteren, wassen, drogen en andere stappen omvat. Tijdens het filtratieproces worden de silicadeeltjes gescheiden van de niet-gereageerde grondstoffen en bijproducten door een geschikt filtermedium, en vervolgens worden de silicadeeltjes meerdere keren gewassen om resterende onzuiverheden en zout te verwijderen. Tenslotte worden de gewassen deeltjes gedroogd om het uiteindelijke natriumarme colloïdale silicaproduct te verkrijgen.

Het bereidingsproces van colloïdale silica met een laag natriumgehalte is een complex en delicaat proces dat meerdere stappen en controle van belangrijke parameters omvat. Door het bereidingsproces voortdurend te optimaliseren en het productietechnologieniveau te verbeteren, kunnen colloïdale silicaproducten van hogere kwaliteit en met een lager natriumgehalte worden geproduceerd om aan de groeiende marktvraag te voldoen.