Nieuw proces om poreuze silica te synthetiseren

TU Eindhoven en Nouryon hebben een methode ontwikkeld om op grote schaal op maat gemaakte silicamicrobolletjes te synthetiseren, waarbij de porositeit en poriegrootte precies is te bepalen.

Trefwoorden: #emulsie, #gel, #gelatiereactie, #katalyse, #molecuurl, #nanodeeltjes, #nanometer, #Nouryon, #oplosmiddel, #poreus, #poriegrootte, #silica, #sol, #sol-gel-emulsietechnologie, #TU Eindhoven, #wateremulsie

Lees verder

research

( Foto: TU Eindhoven )

ENGINEERINGNET.BE - Poreus siliciumdioxide wordt vaak gebruikt in de chemische industrie om grondstoffen te filteren en te scheiden, of om ze om te zetten in producten.

Om het proces efficiënter te maken en de zuiverheid van producten te verhogen, zijn silicamaterialen nodig met een poriegrootte en porositeit die precies zijn afgestemd op de specifieke grondstof en het scheidingsproces.

Het bereik van haalbare poriëngroottes en porositeiten in de grootschalige productie van poreuze silicatechnologie is tot dusver echter beperkt gebleven.

Poreuze silica is te maken door middel van een technologie die bekend staat als sol-gel-emulsietechnologie. Het maakt gebruik van silicagedeeltjes in een wateremulsie – de sol - om een poreus silicanetwerk te vormen - de gel.

De voordelen van het maken van poreuze silica uit nanodeeltjes zijn dat er geen extra sjabloonmoleculen nodig zijn om de vorming van een poreus netwerk te sturen. Het proces is ook eenvoudig op te schalen.

Ook is een hoge mate van controle over de gelatiereactie te bereiken door de concentratie van oplosmiddelen, de zuurgraad, de temperatuur of de toevoeging van zouten te manipuleren.

Omdat de gelatiereactie plaatsvindt in een water-olie-emulsie, is er speciale aandacht besteed aan de omstandigheden in de waterdruppels. Poreuze silica is te maken door emulsiedruppels onder vacuümomstandigheden te laten krimpen of door de reactietemperatuur sterk te verhogen in combinatie met hoge zoutconcentraties.

Door de grootte van de silicadeeltjes te veranderen van 4 naar 25 nanometer, konden de onderzoekers verschillende en goed gedefinieerde poriegroottes bereiken tot 40 nanometer.

Bij het mengen van twee soorten silica mengsels kon elke poriegrootte tussen 4 en 50 nanometer worden gemaakt. Op die manier zijn nu ook de porositeit en de poriegrootte onafhankelijk van elkaar te veranderen.

Het nieuwe proces is flexibel en kostenbesparend. Het maakt de weg vrij voor de volgende generatie op maat gemaakte silicamicrobolletjes, die zijn te gebruiken bij zuivering, scheiding, katalyse en andere toepassingen.