Koloidný oxid kremičitý/oxid kremičitý s nízkym obsahom sodíka je dôležitou priemyselnou surovinou. Je široko používaný v mnohých oblastiach, ako sú nátery, keramika, potravinárstvo a medicína, vďaka svojej dobrej stabilite a všestrannosti. Nasledujúci text podrobne predstaví spôsob prípravy koloidného oxidu kremičitého s nízkym obsahom sodíka vrátane výberu surovín, procesu prípravy a kontroly kľúčových parametrov.

1. Výber surovín
Suroviny na prípravu koloidného oxidu kremičitého s nízkym obsahom sodíka sú hlavne nasledujúce.
Zdroj kremíka: Bežne používané zdroje kremíka sú kremičitan sodný, kremičitan amónny a kremičitý prášok. Pri výbere zdroja kremíka by sa mala uprednostniť jeho čistota a obsah sodíkových iónov.
Voda: Čistá voda je hlavným rozpúšťadlom v procese prípravy a je potrebné zabezpečiť, aby kvalita vody spĺňala experimentálne požiadavky.
Kyselina alebo zásada: Bežne používané kyslé a zásadité činidlá na úpravu hodnoty pH sú kyselina chlorovodíková, čpavková voda alebo kyselina octová.

2. Proces prípravy
Proces prípravy koloidného oxidu kremičitého s nízkym obsahom sodíka zahŕňa najmä nasledujúce kroky:
Hydrolytická reakcia: Zvolený zdroj kremíka rozpustite v čistej vode za vzniku priehľadného roztoku. Ak vezmeme ako príklad kremičitan sodný, môže sa rozpustiť vo vode a potom sa môže upraviť hodnota pH pridávaním zriedenej kyseliny chlorovodíkovej po kvapkách. Hodnota pH sa reguluje v rozsahu 6 až 9, aby sa zabezpečil hladký priebeh reakcie.
Proces gélovatenia: Keď sa upraví hodnota pH, silikátové ióny v roztoku začnú polymerizovať a vytvárať malé častice. Tento proces sa nazýva gélovanie. V tejto fáze by sa malo pokračovať v miešaní, aby sa zachovala rovnomernosť roztoku a aby sa zabránilo usadzovaniu častíc.
Kontrola teploty: Počas procesu gélovatenia má reakčná teplota dôležitý vplyv na tvorbu a stabilitu častíc. Vo všeobecnosti sa reakčná teplota reguluje medzi teplotou miestnosti a 80 stupňami Celzia, aby sa podporil rast častíc a zlepšila sa ich rovnomernosť. Vysoká teplota pomáha urýchliť reakciu, ale je potrebné sa vyhnúť nadmernej teplote, ktorá by spôsobila aglomeráciu častíc.
Stabilizačná úprava: Na zlepšenie stability koloidu je potrebné roztok po reakcii upraviť. Môžu sa pridať stabilizátory (ako sú povrchovo aktívne látky), aby sa zabránilo agregácii a zrážaniu častíc. Výber stabilizátora by sa mal upraviť podľa špecifických požiadaviek aplikácie, aby sa zabezpečila stabilita konečného produktu.
Filtrácia a premývanie: Po ukončení reakcie môže roztok obsahovať nezreagovaný zdroj kremíka a iné nečistoty. V tomto čase je potrebné tieto nečistoty odstrániť filtráciou alebo odstredením. Prefiltrovaný koloid je potrebné niekoľkokrát premyť čistou vodou, aby sa odstránili zvyškové ióny sodíka a iné nečistoty, aby sa zabezpečila čistota konečného produktu.

3. Úprava pH a koncentrácie
Počas procesu prípravy je pH kľúčovým parametrom. Príliš vysoké alebo príliš nízke pH ovplyvní tvorbu a stabilitu koloidu. Preto je potrebné hodnotu pH pravidelne testovať a upravovať. Okrem toho je tiež potrebné upraviť koncentráciu konečného produktu podľa požiadaviek aplikácie, zvyčajne medzi 10 % a 30 %.

4. Skladovanie a používanie
Po príprave by mal byť koloidný oxid kremičitý s nízkym obsahom sodíka skladovaný v chladnom a suchom prostredí, mimo priameho slnečného žiarenia a vysokej teploty. Pri použití je potrebné ho úplne premiešať, aby sa zabezpečila rovnomernosť koloidu a postupovať podľa príslušného návodu na použitie v aplikácii.