بحث حول نطاق تطبيق مادة السيليكا جل المجففة

في الإنتاج والحياة اليومية، يُستخدم جل السيليكا لتجفيف النيتروجين والهواء والهيدروجين والغاز الطبيعي [1] وغيرها. وبحسب الحموضة والقلوية، تُصنّف مواد التجفيف إلى: مواد مجففة حمضية، ومواد مجففة قلوية، ومواد مجففة متعادلة [2]. يبدو جل السيليكا ظاهريًا مُجففًا متعادلًا قادرًا على تجفيف الأمونيا وحمض الهيدروكلوريك وثاني أكسيد الكبريت، وغيرها. مع ذلك، من الناحية النظرية، يتكون جل السيليكا من جزيئات حمض الأورثوسيليسيك ثلاثية الأبعاد، حيث يتكون الجزء الرئيسي منه من ثاني أكسيد السيليكون (SiO2)، وسطحه غني بمجموعات الهيدروكسيل (انظر الشكل 1). ويعود سبب قدرة جل السيليكا على امتصاص الماء إلى قدرة مجموعات الهيدروكسيل الموجودة على سطحه على تكوين روابط هيدروجينية بين جزيئات الماء، مما يُتيح له امتصاص الماء وبالتالي القيام بدور التجفيف. يحتوي هلام السيليكا المتغير اللون على أيونات الكوبالت، وبعد وصول امتصاص الماء إلى حد التشبع، تتحول أيونات الكوبالت في هلام السيليكا المتغير اللون إلى أيونات كوبالت مائية، مما يؤدي إلى تحول لون هلام السيليكا الأزرق إلى الوردي. بعد تسخين هلام السيليكا الوردي عند 200 درجة مئوية لفترة من الزمن، تنكسر الروابط الهيدروجينية بين هلام السيليكا وجزيئات الماء، ويعود هلام السيليكا المتغير اللون إلى اللون الأزرق مرة أخرى، مما يسمح بإعادة استخدام مخطط بنية حمض السيليسيك وهلام السيليكا كما هو موضح في الشكل 1. ونظرًا لغنى سطح هلام السيليكا بمجموعات الهيدروكسيل، فإنه قد يشكل أيضًا روابط هيدروجينية بين الجزيئات مع الأمونيا (NH3) وحمض الهيدروكلوريك (HCl)، وما إلى ذلك، وقد لا يكون من الممكن استخدامه كمجفف للأمونيا وحمض الهيدروكلوريك، ولا توجد تقارير ذات صلة في الأدبيات العلمية الحالية. فما هي النتائج؟ وقد أُجري البحث التجريبي التالي في هذا الموضوع.