硅胶干燥剂适用范围研究

在生产生活中，硅胶可以用来干燥N2、空气、氢气、天然气[1]等。根据酸碱性，干燥剂可分为：酸性干燥剂、碱性干燥剂和中性干燥剂[2]。硅胶表面看似是中性干燥剂，似乎可以干燥NH3、HCl、SO2等。但从原理上看，硅胶是由正硅酸分子进行三维分子间脱水聚合而成，主体是SiO2，表面富含羟基（见图1）。硅胶之所以能吸水，是因为硅胶表面的硅羟基可以与水分子形成分子间氢键，所以能吸附水分，从而起到干燥的作用。变色硅胶中含有钴离子，吸附水达到饱和后，变色硅胶中的钴离子变成水合钴离子，使蓝色硅胶变成粉红色。将粉红色硅胶在200℃下加热一段时间后，硅胶与水分子之间的氢键断裂，变色的硅胶会重新变蓝，这样硅酸与硅胶的结构示意图如图1所示，可以重复使用。所以，由于硅胶表面富含羟基，硅胶表面也可能与NH3、HCl等形成分子间氢键，可能无法起到NH3、HCl等干燥剂的作用，现有文献中也未见相关报道。那么结果如何呢？本课题做了如下实验研究。