Neutrálny koloidný oxid kremičitý, tiež známy ako kremičitý sól, sa zvyčajne syntetizuje kontrolovaným chemickým procesom známym ako Stöberova metóda. Tu je všeobecný prehľad procesu syntézy:

Východiskové materiály: Primárnymi surovinami na syntézu neutrálneho koloidného oxidu kremičitého sú zlúčeniny kremíka, bežne kremičitan sodný (Na2SiO3) alebo tetraetylortosilikát (TEOS). Tieto zlúčeniny kremíka slúžia ako zdroj oxidu kremičitého v konečnom koloidnom roztoku.

Alkalické prostredie: Syntéza sa typicky uskutočňuje v alkalickom prostredí, aby sa uľahčili reakcie hydrolýzy a kondenzácie potrebné na tvorbu častíc oxidu kremičitého. Na úpravu pH roztoku na alkalické podmienky sa bežne používa hydroxid sodný (NaOH) alebo amoniak (NH3).

Hydrolýza a kondenzácia: Zlúčenina kremíka sa hydrolyzuje v prítomnosti vody, čo vedie k tvorbe silanolových skupín (Si-OH) na povrchu častíc oxidu kremičitého. Tieto silanolové skupiny potom podliehajú kondenzačným reakciám, kde sa susedné silanolové skupiny spájajú za vzniku siloxánových väzieb (Si-O-Si), čo vedie k rastu nanočastíc oxidu kremičitého.

Riadený rast: Rast nanočastíc oxidu kremičitého je starostlivo kontrolovaný úpravou parametrov reakcie, ako je teplota, pH a koncentrácia reaktantov. Toto riadenie umožňuje syntézu častíc koloidného oxidu kremičitého s požadovanými veľkosťami a vlastnosťami.

Stabilizácia: Do roztoku sa môžu pridať stabilizačné činidlá, ako sú elektrolyty alebo povrchovo aktívne látky, aby sa zabránilo zhlukovaniu častíc a zabezpečila sa stabilita koloidnej disperzie. Tieto stabilizátory pomáhajú udržiavať koloidný charakter sólu oxidu kremičitého a zabraňujú tvorbe väčších agregátov alebo gélov.

Čistenie: Po syntéze môže roztok koloidného oxidu kremičitého podstúpiť purifikačné kroky na odstránenie nečistôt a nadbytočných reaktantov. Bežné techniky čistenia zahŕňajú filtráciu, odstreďovanie alebo dialýzu na získanie čistej a homogénnej koloidnej disperzie.

Charakteristika: Syntetizovaný neutrálny koloidný oxid kremičitý je charakterizovaný použitím rôznych analytických techník na určenie kľúčových vlastností, ako je veľkosť častíc, distribúcia veľkosti častíc, povrchový náboj (zeta potenciál) a stabilita. Charakterizácia zabezpečuje, že koloidný oxid kremičitý spĺňa požadované špecifikácie pre špecifické aplikácie.

Celkovo syntéza neutrálneho koloidného oxidu kremičitého zahŕňa starostlivo kontrolované chemické reakcie v alkalických podmienkach, aby sa vytvorili stabilné koloidné disperzie nanočastíc oxidu kremičitého. Tento všestranný materiál nachádza uplatnenie v širokej škále priemyselných odvetví, vrátane náterov, lepidiel, keramiky a elektroniky, vďaka svojim jedinečným vlastnostiam a funkciám.