液相除杂制备高纯硅酸钠溶液机理

TQ115; 硅酸钠溶液的纯度是影响液相法制备高纯二氧化硅的重要因素.本文提出以Ca2+作为硅酸钠溶液除杂剂,系统地研究除杂剂种类、反应时间、反应温度和nCa∶nSi 对除杂效果的影响.硅酸钠溶液中按nCa∶nSi为 1∶20 添加CaCl2 试剂,在 180℃下反应 16 h,溶液中金属元素铝、铁和钛杂质脱除率达到 95%.分析除杂反应所得固体的晶体结构及表面形貌表明,在反应中Ca2+将溶液中的杂质离子以Ca-Si沉淀物的形式脱除;结合元素分析结果证明杂质离子成功结合到Ca-Si沉淀物中.通过分子模拟探究除杂反应的路径,模拟结果表明Ca-Si沉淀由Ca2+和Si-O四面体形成的硅酸根结合而生...

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Published in华东理工大学学报（自然科学版） Vol. 51; no. 1; pp. 23 - 34
Main Authors 夏毅, 吕慧, 曹贵平
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 华东理工大学化学工程联合国家重点实验室,上海 200237 2025
Subjects
precipitation
条件优化
硅酸钠溶液
分子模拟
molecular simulation
purification
纯化
sodium silicate solution
沉淀
condition optimization
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Summary:TQ115; 硅酸钠溶液的纯度是影响液相法制备高纯二氧化硅的重要因素.本文提出以Ca2+作为硅酸钠溶液除杂剂,系统地研究除杂剂种类、反应时间、反应温度和nCa∶nSi 对除杂效果的影响.硅酸钠溶液中按nCa∶nSi为 1∶20 添加CaCl2 试剂,在 180℃下反应 16 h,溶液中金属元素铝、铁和钛杂质脱除率达到 95%.分析除杂反应所得固体的晶体结构及表面形貌表明,在反应中Ca2+将溶液中的杂质离子以Ca-Si沉淀物的形式脱除;结合元素分析结果证明杂质离子成功结合到Ca-Si沉淀物中.通过分子模拟探究除杂反应的路径,模拟结果表明Ca-Si沉淀由Ca2+和Si-O四面体形成的硅酸根结合而生成,其中部分Si-O四面体中的硅被铝、铁、钛等金属杂质离子取代,形成含金属杂质的钙沉淀物,因此沉淀中出现了铝、铁、钛等元素,钠和钾等离子因电荷吸引而进入沉淀中,形成各类硅酸盐沉淀.
ISSN:1006-3080
DOI:10.14135/j.cnki.1006-3080.20240207001