Как силикагель впитывает воду

Силикагель фасованный: описание, виды, применение

Силикагель (осушитель) фасованный – это высушенный твердый гель, который образуется из перенасыщенных растворов кремниевых кислот. Он представляет собой белые, серые либо бесцветные, матовые или прозрачные гранулы сферической, неправильной или овальной формы.

Данный материал отличается огромной площадью поверхности, состоящей из групп SiOH, расположенных друг от друга на расстоянии 0,5 нм. Такие группы являются активными центрами, активность определенной марки зависит от количества и активности этих центров. В активном осушителе (в котором удалена вода, адсорбированная на его поверхности), соответственно, многие центры будут активны. Активация выполняется при нагревании сорбента до температуры 150—200°C.

При производстве некоторых разновидностей продукта добавляют небольшое количество цветовых индикаторов влажности – веществ, которые меняют свой цвет при изменении уровня гидратации. Обычно для этой цели используют соли двухвалентного кобальта (хлорид кобальта). Так, силикагель индикатор, пропитанный этой солью, в обезвоженном состоянии имеет темно-синий цвет, а по мере увлажнения изменяет свой окрас на светло-розовый.

Классификации

Влагопоглотители разделяют по различным признакам: форме (кусковые, гранулированные), размерам зерен (мелкие, крупные), величине пор (мелкопористые, крупнопористые). Согласно ГОСТ 3956—76, принято четырехбуквенное обозначение их марок:

• первая буква – размер гранул (М — мелкий, К — крупный, Ш — шихтовый, А — активированный);
• вторая – название материала (С – Силикагель);
• третья – величина пор (М — мелкопористый, К — крупнопористый);
• четвертая – форма частиц (К — кусковой, Г — гранулированный).

Также существуют осушители специального назначения: индикаторный, для бытовых холодильников, стеклопакетов, хроматографии и ряд прочих марок.

Силикагель синий (индикаторный)

Данный препарат представляет собой мелкопористые гранулы от светло-голубого до синего цвета, пропитанные солями кобальта. По мере обводнения и понижения активности они изменяют свой окрас на ярко-розовый, что сигнализирует о необходимости регенерации или замены сорбента.

Материал получают методом взаимодействия раствора соляной кислоты, 5% хлорида кобальта и силиката натрия. Полученную гелевую смесь после застывания мелят, промывают водой для устранения избытка кислоты, дробят, сушат и рассеивают на фракции, затем прокаливают для удаления излишней влаги.

По сравнению с другими видами влагопоглотителей, индикатор позволяет не просто осушить воздух путем впитывания избытка влаги, но и контролировать состояние среды в замкнутых пространствах (транспортных, упаковочных тарах, помещениях).

КСМГ и КСКГ

Эти разновидности незначительно различаются между собой сферой использования. Силикагель КСМГ (ГОСТ 3956-76) – универсальный сорбент, подходящий практически для любых областей, где необходимо избавление от излишней влажности воздуха.

Силикагель КСКГ (ГОСТ 3956-76) предпочтителен при планировании проведения продолжительных работ на открытых пространствах: для закладывания в камеры видеонаблюдения, электрощиты. Обе разновидности отличаются сильно развитой внутренней поверхностью, пористой структурой и способностью поглощать большие объемы влаги за минимальное время.

Данные препараты также способны поглощать пары органических соединений (толуола, бензина, бензола, ацетона, эфира), газов из газовых, жидких сред. Они отличаются высокой механической прочностью – их почти невозможно раздавить или растереть.

Силикагель: применение

Сорбент используется для предохранения различной продукции от излишней влаги, образования конденсата, развития коррозии, появления плесени. В частности, он применяется для:

• сохранения объектов искусства, культуры в библиотеках, музеях, архивах;
• длительной консервации оборудования для защиты механизмов станков, агрегатов, узлов индустриальных машин от ржавчины, коррозионных процессов;
• очистки масел, обессеривания нефтяных погонов;
• понижения уровня относительной влажности воздуха, нейтрализации неприятных запахов в автомобилях, холодильных камерах, мебели;
• осушки промышленных газов (углекислого, природного газов, воздуха), водяных паров;
• сорбции платиновых металлов;
• защиты разных товаров от повышенной влажности при продолжительной транспортировке, хранении;
• процессов органического синтеза;
• разделения, анализа химических смесей;
• наполнения кошачьих туалетов.

Продукт также используют для производства оптического стекла, медицинского, космического оборудования, в наблюдательных колбах осушителей, лабораториях, адсорбентных мешках. Кроме широкого промышленного использования, материал также будет незаменимым помощником в быту.

Использование в бытовых целях

Благодаря своим уникальным свойствам влагопоглотитель нашел применение и в домашних условиях. Он безопасен для организма человека (особенно в упакованном состоянии), поэтому использовать его могут даже дети. Главное объяснить им, что не следует доставать препарат из упаковки, пробовать его на вкус и проводить другие эксперименты.

• Продлевает срок службы лезвий бритвы.

Для этого следует положить несколько пакетиков с осушителем в место хранения бритвы. Благодаря такому способу лезвия не пострадают из-за излишней влажности и не затупятся в течение долгого времени.

• Устраняет неприятный запах в обуви.

Да, для этого необязательно использовать электрические дорогостоящие «сушилки» — можно поместить в обувь упаковку сорбента и оставить на ночь. За это время продукт впитает влагу и нейтрализует запах, после чего влагопоглотитель можно регенерировать, положив на батарею на пару часов, и использовать вновь.

• Поможет реанимировать мобильный телефон.

Если «мобильник» принял водные процедуры, его нужно сразу выключить и положить в емкость с рисом – пожалуй, это один из самых популярных советов в такой ситуации. Но можно заменить рис на силикагель, тем более что поглощающие свойства второго явно сильнее. Через 8-10 часов телефон можно включать – велика вероятность, что от купания не осталось никаких последствий.

• Сохранит семена до следующего сезона.

Если зимой хранить семена вместе с пакетом сорбента, они не смогут интенсивно поглощать влагу из воздуха и не отсыреют.

• Защитит столовое серебро от потемнения.

Чтобы столовое серебро не окислялось из-за избыточной влажности, его надо хранить совместно с упаковкой осушителя.

Куда еще можно положить мешочек с влагопоглотителем? В шкаф с одеждой, чтобы устранить запах сырости, на переднюю панель в автомобиля для защиты лобового стекла от запотевания, в сумку с фотоаппаратом для предотвращения конденсата, в место хранения фотографий, чтобы предотвратить их выцветание. А как вы используете этот осушитель?

Выводы

Силикагель фасованный (ГОСТ 3956-76) – недорогой влагопоглотитель, защищающий различную продукцию от влажности. Он не оказывает вредного воздействия на организм человека и окружающую среду, очень востребован в промышленности и в быту.

Источник

Как работает силикагель и что это такое?

Это высушенный гель кремниевой кислоты, представляющий собой серые, белые или бесцветные, прозрачные или матовые гранулы неправильной, сферической или овальной формы. Является твердым гидрофильным сорбентом.

Гранулы материала имеют пористую структуру и сильно развитую внутреннюю поверхность, благодаря чему обладают способностью сорбировать воду и другие жидкости, а также пары органических веществ (бензина, толуола, ацетона, бензола, эфира и др.) и газы из жидких и газовых сред.

Силика гель работает следующим образом: его обширная поверхность состоит из активных центров, расположенных на расстоянии 0,5 нм друг от друга. Поглощающая способность сорбента зависит именно от количества и активности таких центров. При впитывании посторонних веществ активность падает, но у некоторых разновидностей может регенерироваться при 150-200°С. С растворенными веществами активные центры взаимодействуют из-за образования водородных связей.

Существуют силикагели особого назначения, например, индикаторный (пропитанный кобальтовыми солями, по мере поглощения влаги меняет окрас гранул с голубого на розовый), для бытовых холодильников, хроматографии, стеклопакетов и др.

Как использовать силикагель?

Silikagel получил широкое применение как в промышленности, так и в быту. Благодаря впитывающей способности его используют для защиты при долгом хранении от губительного воздействия влаги и образования коррозии различного оборудования, оптических приборов, кожаных изделий, сухозаряженных аккумуляторных батарей, продуктов питания. Кроме того, материал применяется в качестве катализатора в органическом синтезе и для выделения и концентрирования антибиотиков, разделения витаминов, аминокислот и спиртов в фармацевтике.

Silica gel закладывается между стеклопакетами, чтобы предохранить стекла от запотевания, обезвоживает фреон в холодильном оборудовании, используется для обессеривания нефтяных погонов и извлечения смолистых веществ из нефти. Он отлично поглощает газообразные вещества, поэтому применяется для осушки водорода, воздуха, кислорода, углекислого газа, хлора, азота и др.

Также сорбент может быть очень полезен в быту: он является главным составляющим наполнителей для кошачьих туалетов. Такие наполнители дороже, чем древесные или глиняные, но расходуются гораздо экономичнее, эффективнее поглощают запахи и обладают гораздо меньшим весом.

Кроме того, silicagel можно использовать в качестве осушителя для электронной техники, не прошедшей проверку на водостойкость. Для этого принявший водные процедуры аппарат (например, мобильный телефон, планшет, плеер) помещают в коробку с гранулами сорбента на 8-10 часов. Избавиться от запотевания фотоаппарата также можно, положив в сумку с ним несколько пакетиков силикагеля.

Эти же пакетики помогут устранить неприятный запах сырости в спортивных сумках, предохранить столовое серебро от потемнения, а семена на зиму – от увлажнения. С их помощью можно быстро и безопасно высушить обувь, защитить лезвия бритвы от затупления, предотвратить образование конденсата в автомобиле. Силикагель используется и для хранения фотографий – благодаря ему они будут защищены от выцветания. А залив гранулы сорбента эфирными маслами, можно получить отличный освежитель воздуха.

Таким образом, этот влагопоглотитель является не только незаменимым материалом в промышленности, но и может существенно облегчить жизнь при применении в быту.

Где приобрести?

Мы реализуем химпродукцию по самым доступным ценам. Для заказа просто нажмите на кнопку выше и введите ваши контакты.

Источник

Осушаем воздух: силикагель vs рис vs соль

Подпишитесь на автора

Подпишитесь на автора, если вам нравятся его публикации. Тогда вы будете получать уведомления о его новых статьях.

Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.

Сухой филамент всегда лучше влажного. В комментариях к моей статье в комментариях возник вопрос о резонности использования силикагеля при осушении воздуха для филамента. Я купил 4кг этого вещества (минимальная фасовка была) и задумался: может корпорации используют сми, чтобы продвигать свой продукт. Хотя у каждого на кухне есть то, что может достойно справиться с этой задачей?

Задача: проверить способность силикагеля, риса и соли впитывать влагу из воздуха и осушать его.

Цель: найти оптимальную субстанцию по цена/впитываемость

Размышлял, как лучше его провести, стоит ли нагревать, изолировать в какой-то емкости с водой испытуемых и остановился на простом варианте. 3 Субстанции оставляются на кухне и измеряется масса веществ в начале и через некоторый промежуток времени. Тем самым достигаются абсолютно одинаковые условия (влажность одна и та же). Масса измерялась кухонными весами с точностью +/- 1 грамм. Если даже они врут, то для всех кандидатов одинаково и дельта будет истинна. Время измерения сутки, с промежуточными остановками. Во время пауз на взвешивание, субстанции размешивались (чтобы толщина слоя минимально влияла на впитываемость). Соль и рис провели в духовке полтора часа.

Силикагель 3-5мм, соль мелкая, рис мелкий самый дешевый. Начальные данные, масса с тарелками:

Силикагель +3г влаги, рис чуток (возможно погрешность измерения), соль +0. Явно показываются плюсы индикаторного силикагеля (меняется цвет)

Тут весам явно не понравилась поверхность и у всех показания ниже. Если отталкиваться от соли, которая явно ‘околонулевая’, то силикагель +5г, рис +2г от начала тестирования.

Прошло 12 часов:

Силикагель +13г, соль +0, рис +5г влаги из воздуха.

Силикагель +21г, соль +1г, рис +8г

Масса нетто веществ после теста:

• Силикагель — 222г
• Соль — 250г
• Рис — 247г

Получается за сутки:

• силикагель впитал в себя 10% влаги (21/(222-21)),
• рис впитал 3% влаги
• соль сошла с дистанции (результат в пределах погрешности)

Вычисляем экономически выгодную субстанцию

Простой силикагель 222г стоит 19р при покупке 2кг упаковки. Рис 247г около 16р. Силикагель впитывает в 3 раза больше при сопоставимой цене.

Если вы не профессионально занимаетесь печатью и нет 20-50 катушек пластика в кладовке, то силикагель покупать смысла я не вижу. Можно его вообще не покупать, если разорвать пакетики, которые идут с пластиков, и закинуть в духовку на пару часов. Производитель говорил, что силикагель можно 500+ раз осушать в печке (100-150С). Если б/у силикагеля нет, то можно вполне сыпать рис. А когда накопиться с пустых катушек силикагель, то сделать вкусный плов.

Силикагель можно использовать для просушки обуви и чего угодно, т.е. свои килограммы буду сыпать в тапки в том числе)

Подпишитесь на автора

Подпишитесь на автора, если вам нравятся его публикации. Тогда вы будете получать уведомления о его новых статьях.

Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.

Источник

Силикагель

Наиболее распространённым твердым поглотителем для производственных осушающих установок является силикагель. Силикагель представляет собой обезвоженный гидрогель кремниевой кислоты. По химической природе силикагель — это диоксид кремния разной степени обводнения SiO₂*nH₂O.

Вода входит в структуру силикагеля в виде гидроксильных групп, химически связанных с атомами кремния на поверхности. Силикагель обладает пористой структурой: суммарная поверхность пор от 100 до 700 м 3 /г.

Инертное химическое соединение – силикагель может быть использован для адсорбции многих веществ. Благодаря своим высоким гидрофильным свойствам, силикагель- ценный адсорбент при адсорбции водяных паров. Адсорбированная вода удерживается на силикагеле за счет водородных связей ОН-группы поверхности решетки. При нагревании силикагель легко возвращает поглощенные вещества, восстанавливая при этом свои адсорбционные свойства. Однако при температуре выше 200 0 С ( особенно при нагревании в вакууме) снижается степень покрытия поверхности гидроксилами и соответственно уменьшается в дальнейшем адсорбция воды, метанола, аминов и других адсорбтивов в области мономолекулярного заполнения.

Силикагели по ГОСТ 3956-76 представляют собой твердые стекловидные прозрачные или матовые зерна насыпной плотностью в пределах 0.4-0,8 г/см 3 . В зависимости от характера пористой структуры кусковые и гранулированные силикагели делятся на крупно- и мелкопористые. Первые из них характеризуются средним радиусом пор 5 нм, а вторые-1-1,5 нм. Промежуточную структуру составляют среднепористые силикагели.

В зависимости от гранулометрического состава, формы частиц и характера пористости силикагели обозначают четырьмя буквами: первая буква характеризует размер гранул, вторая- (всегдаС)- силикагель, третья- размер пор, последняя форму частиц. Так, крупный силикагель мелкопористый гранулированный обозначают КСМГ, мелкий силикагель мелкопористый кусковой- МСМК. Средние фракции силикагеля называют «шихтой» и обозначают: ШСМК, ШСКГ, ШСМГ. Индикаторный силикагель (ГОСТ 8984-58) –силикагель, пропитанный солями кобальта. В зависимости от влажности среды он изменяет цвет от светло-голубого до розового.

Выпускается силикагель в виде шариков или кусочков неправильной формы с зернами размером в пределах 0,1-7,0 мм. В зависимости от аппаратурного оформления рекомендуют следующий гранулометрический состав силикагеля: 0,1-0,25 мм- для процессов с кипящим слоем адсорбентов; 0,5-2,0 мм – для жидкофазных процессов и процессов с движущимся слоем адсорбента; 2,0 – 7,0 мм – для процессов в газовой фазе со стационарным слоем адсорбента.

Косвенной характеристикой структуры является насыпная плотность. Силикагель мелкопористый имеет плотность около 700 г/л, а крупнопористый — от 400 до 500 г/л. Механическая прочность как от истирания так и от раздавливания также различна: у мелкопористого она более высокая.

Промышленный силикагель содержит некоторое количество примесей — оксидов алюминия, железа, кальция и других металлов. Некоторые из них активные катализаторы и они способствуют протеканию крекинга при регенерации; в результате на поверхности силикагеля образуется кокс, снижающий активность поглотителя. Учитывая это, для осушки газов, в которых присутствуют высококипящие углеводороды, используют более чистые силикагели с наибольшим содержанием диоксида кремния.

Для осушки газа на промышленных установках наиболее эффективно применение мелкопористого силикагеля. Однако, следует учитывать, что мелкопористый силикагель быстро измельчается при наличии в газе капельной влаги, которая вызывает значительные напряжения в структуре гранулы как во время адсорбции, так и при регенерации. Более устойчив к пересыщенным влагой газам крупнопористый силикагель.

Не рекомендуется применять силикагель как осушитель, если в состав газа входят ненасыщенные углеводороды, так как при регенерации они полимеризуются. Насыщенные углеводороды, начиная с бутанов, сорбируются силикагелем, но их частично заменяет вода. Легкие углеводороды ( до бутанов) полностью выделяются при регенерации силикагеля и не влияют на адсорбционную способность силикагеля в последующих циклах. Тяжелые углеводороды С₅ и выше более прочно удерживаются силикагелем и при регенерации удаляются не полностью.

Масла, гликоли и амины легко сорбируются силикагелем и при регенерации в зависимости от температуры остаются на поверхности или разлагаются, образуя смолистые соединения, которые закупоривают поры адсорбента и снижают его адсорбционную способность. Амины разлагаются с образованием аммиака, который разрушает структуру силикагеля, увеличивает размер пор и уменьшает его поверхность.

Сероводород и диоксид углерода сорбируются на силикагеле подобно бутану и как бутан большей частью вытесняются парами воды при адсорбции и целиком удаляются при регенерации.

Динамическая адсорбционная способность силикагеля по влаге зависит: 1-.от размера зерна; 2.-скорости потока; 3.-содержания влаги в газе. ( см. рис. 1,2).

Рис.1. Динамическая адсорбционная способность слоя мелкопористого силикагеля (h=0,3 м) при разном размере зерна и скорости потока (w, м/с). Осушка до точки росы -60 0 С.

Рис.2 Динамическая адсорбционная способность слоя силикагелей (h=1 м) при разной скорости потока:

а) осушка для «проскоковой» концентрации, соответствующей точки росы t_р=-40 0 С;

1- крупнопористый силикагель; 2-среднепористый; 3-мелкопористый.

Кроме того, динамическая, адсорбционная способность силикагеля по влаге зависит от полноты регенерации, в свою очередь зависящей от температуры. Максимальная температура при регенерации 200-250 0 С, так как при более высокой температуре поверхность силикагеля разрушается. Ниже приводятся результаты исследования действия температуры регенерации на динамическую адсорбционную способность мелкопористого силикагеля (мг/см 3 ) при осушки до точки росы минус 40 0 С:

Источник