硅胶
高活性吸附材料、非晶型二氧化硅
条目
历史版本
硅胶（ silica gel ）是由单分子硅酸经过多次聚合而成的一种多孔性物质，其主要的化学成分为二氧化硅，化学式为
，是二氧化硅的非晶型结构。常温常压下的硅胶是乳白色或透明色，无异味的固体颗粒，难溶于水，（常温下100mg/L），碱性越强溶解度越大。[2]硅胶的制备技术成熟，通常采用以下三种方法制备硅胶，堆积硅珠法、溶胶-凝胶法(SOL-GEL)、喷雾干燥法。[6]硅胶为多孔性物质，具有大的比表面积，同时表面的硅羟基能够对极性分子吸附，因此硅胶常用作吸附剂。硅胶的化学性质稳定，热稳定性好，机械强度大，并且无毒无害，可重复利用，因此硅胶受到了广泛的关注。随着对硅胶的研究深入，硅胶在石油化工、催化剂载体、净化柴油、变压吸附、食品、医疗健康等方面也得到了广泛的应用。[7][8]
研究历史
硅胶材料的首次发现是由 van Helmont（西班牙化学家，范·海尔蒙特）于1640年将硅酸盐溶解后酸化制备。在1846年，科学家发现四氯化硅和乙醇反应生成的一种玻璃态物质，这种物质引起了广泛关注。[9]
Graham（英国物理化学家，全称T.Thomas Graham，托马斯格雷姆）在研究硅胶时，于1864年首次提出“溶胶-凝胶”的概念。1866年，Alfred Bernhard Nobel(瑞典化学家，阿尔弗雷德·贝恩哈德·诺贝尔)发现硝酸甘油吸附在硅藻土上比纯的硝酸甘油更加稳定，因而在运输方面 更加安全，基于此发现申请了“炸药”的专利，这是二氧化硅的重要应用，在某种程度上促进了硅胶应用的发展。而硅胶第一次真正的应用是在第一次世界大战。 Walter A. Patrick（美国化学家，帕特里克）于1912-1915年，在哥根廷大学读博期间发明了一种以硅酸钠为原料大量生产硅胶的方法，并在随后的第一次世界大战中应用在防毒面具上，成为“芥子气”的吸附材料，因此挽救了无数士兵的生命。1931年，Kistler（美国化学家，气凝胶之父，基斯特勒）制备出了性能优越的硅胶材料，被称为“气凝胶”。[10]