シリコンアルコキシドの加水分解・縮合速度と粒子の成長機構 Kinetics of Particle Growth in Hydrolysis and Condensation of Silicon Alkoxide

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抄録

テトラエトキシシラン (TEOS) の加水分解・縮合によるシリカゲルの合成を, 塩基性加水分解触媒であるアンモニアの存在下で行った.TEOSの加水分解速度は, ガスクロマトグラフで測定した.試薬の仕込み濃度の影響を詳細に調べた結果, 加水分解速度はTEOS濃度に対して1次であり, また, NH<SUB>3</SUB>, H<SUB>2</SUB>Oの濃度に対して1.1次, 1.4次の依存性を示した.シリカ粒子の成長速度は, 動的光散乱法により測定した.この成長段階では, 粒子径の分布幅は小さく, 単分散の粒子が成長することが観察された.これらの速度データを基にして, 粒子成長速度をシミュレートした結果, 本実験条件下では, 加水分解段階が律速過程であることが明らかとなった.また, この際計算により求めた溶液中のシリカ粒子の個数濃度は, 実験で観察されたものとよく一致した.

Formation of silica gel through hydrolysis and successive condensation of tetraethoxysilane (TEOS) is studied in the presence of NH<SUB>3</SUB> as a basic hydrolysis catalyst. The rate of hydrolysis of TEOS was determined by gas chromatography. Dependence of the hydrolysis rate on the initial composition of the reaction mixture is examined in detail; the rate showed first order kinetics for TEOS concentration, and the apparent reaction orders with respect to NH<SUB>3</SUB>, and H<SUB>2</SUB>O are estimated as 1.1, and 1.4, respectively. The particle diameter and numeric concentration of silica gel formed was measured by the dynamic light scattering method. A very narrow distribution of the particle diameter was observed during the growth, showing the formation of monodispersed silica particles. Simulation of the rate of particle growth using the kinetic data above reveals that the hydrolysis of TEOS is the rate determining step. Calculated values of numeric concentration of the particles are in good agreement with experimental values.

収録刊行物

  • 化学工学論文集  

    化学工学論文集 24(5), 784-790, 1998-09-10 

    The Society of Chemical Engineers, Japan

参考文献:  15件

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各種コード

  • NII論文ID(NAID)
    10002836034
  • NII書誌ID(NCID)
    AN00037234
  • 本文言語コード
    JPN
  • 資料種別
    ART
  • ISSN
    0386216X
  • NDL 記事登録ID
    4562913
  • NDL 雑誌分類
    ZP5(科学技術--化学・化学工業--化学工学)
  • NDL 請求記号
    Z17-725
  • データ提供元
    CJP書誌  NDL  J-STAGE 
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