ซิลิกาเจล (silica gel) คือสารสังเคราะห์ที่มีซิลิกอนออกไซด์ (SiO2) เป็นส่วนประกอบสำคัญ นิยมใช้เป็นวัสดุดูดซับความชื้นสำหรับอาหารแห้ง ยา และอุปกรณ์อิเล็คโทรนิค เนื่องจากเป็นวัสดุรูพรุนที่สามารถดักจับโมเลกุลของน้ำได้ดีและนำกลับมาใช้ซ้ำได้เพียงระเหยน้ำออก ซิลิกาเจลเตรียมโดยวิธีการโซล-เจล (sol-gel) ซึ่งใช้โซเดียมซิลิเกตเป็นสารตั้งต้นผสมกับกรด จะได้สารที่มีโมเลกุลใหญ่ขึ้นแขวนลอยอยู่ในน้ำเรียกว่าไฮโดรโซล (hydrosol) เมื่อนำไฮโดรโซลไปอบที่อุณหภูมิต่ำเป็นระยะเวลาหนึ่งจึงเกิดเป็นไฮโดรเจล (hydrogel) ภายหลังจากการกำจัดเกลือโซเดียมออกจากไฮโดรเจลและนำไปอบแห้ง จะได้ซิลิกาเจลที่มีลักษณะเป็นเม็ด ใส สีขาว ซึ่งในกระบวนการผลิตสามารถเติมสารเคมีเพื่อให้ซิลิกาเจลเปลี่ยนสีและสังเกตุความสามารถในการดูดความชื้น เช่น ซิลิกาเจลที่เปลี่ยนจากสีน้ำเงินเป็นสีชมพู เมื่อไม่สามารถดูดซับความชื้นได้แล้ว
นอกจากนี้โซเดียมซิลิเกตสามารถนำไปประยุกต์ใช้ในการสังเคราะห์ตัวเร่งปฏิกิริยา (catalyst) ด้วยวิธีโซล-เจลเช่นเดียวกัน แต่ใช้โซเดียมซิลิเกตเป็นสารตั้งต้นร่วมกับสารแม่แบบ (template) ที่สามารถกำหนดลักษณะโครงสร้างและขนาดรูพรุนของตัวเร่งปฏิกิริยาได้ ซึ่งการสังเคราะห์ตัวเร่งปฏิกิริยาต้องคำนึงถึงลักษณะและขนาดรูพรุนที่เหมาะสมต่อปฏิกิริยาต่างๆ เพื่อเพิ่มความจำเพาะเจาะจง (selectivity) ต่อปฎิกิริยาเหล่านั้น การใช้โซเดียมซิลิเกตเป็นสารตั้งต้นในการสังเคราะห์ซิลิกาเจลและตัวเร่งปฏิกิริยา มีข้อดีคือเป็นแหล่งซิลิการาคาถูก สังเคราะห์วัสดุรูพรุนขนาดกลาง (mesoporous material) ได้หลากหลายชนิด จึงสามารถนำไปใช้เป็นวัสดุดูดซับและตัวเร่งปฏิกิริยาในหลากหลายอุตสาหกรรม
ที่มา:
- Ernest B.M., U.S. Patent US2785051A, 1953.
- Ramírez Rodríguez, F., Giraldo, L. F., & Lopez, B. L. (2018). Silica Precursor Effect on the Physical and Chemical Properties of Cobalt Incorportated MCM-41 Catalysts and Their Performance towards Single Wall Carbon Nanotubes. C-Journal of Carbon Research, 4(1), 16.