气相二氧化硅

气相二氧化硅（气相法白炭黑）是一种白色、无毒无味、无定形结构的纳米新型无机材料，因其独特的物理化学性质，如粒径小、高比表面积、表面活性高、化学性质稳定等特点，使其具有优异的增稠、触变和补强性能，并在人形机器人领域具有广泛的应用潜力。

AEROSIL®是赢创（Evonik）旗下享誉全球的气相法二氧化硅品牌，采用高温氢氧焰水解四氯化硅（SiCl₄）制备，拥有极高纯度和极细微的粒径，表现出极大的比表面积和优异的流变调节性能。可根据应用需要分为亲水型与憎水型。
硅胶是具有三维空间网状结构的二氧化硅干凝胶，属多孔物质，具有很大的内表面积和特定的微孔体积，这种特性使它成为重要的干燥剂、吸附性和催化剂载体等。化学性质比较稳定。不溶于水也不跟水反应。是酸性氧化物，不跟一般酸反应。气态氟化氢跟二氧化硅反应生成气态四氟化硅。跟热的浓强碱溶液或熔化的碱反应生成硅酸盐和水。跟多种金属氧化物在高温下反应生成硅酸盐。用于制造石英玻璃、光学仪器、化学器皿、普通玻璃、耐火材料、光导纤维，陶瓷等。二氧化硅的性质不活泼，它不与除氟、氟化氢以外的卤素、卤化氢以及硫酸、硝酸、高氯酸作用（热浓磷酸除外）。常见的浓磷酸（或者说焦磷酸）在高温下即可腐蚀二氧化硅，生成杂多酸[2]，高温下熔融硼酸盐或者硼酐亦可腐蚀二氧化硅，鉴于此性质，硼酸盐可以用于陶瓷烧制中的助熔剂，除此之外氟化氢也可以可使二氧化硅溶解的酸，生成易溶于水的氟硅酸： SiO₂ + 4HF = SiF4↑ + 2H₂O硅胶已经被广泛地应用于催化剂、催化剂载体、吸附剂、干燥剂等，是一种重要的无机化工原料。气相二氧化硅是由德国Degussa（Evonik前身）公司的Harry Kloepfer于1942年率先合成。国外气相二氧化硅产业在20世纪90年代就已经得到充分的发展壮大，形成了德国Degussa、德国wacker和美国Cabot为主体的跨国气相二氧化硅产业。
我国于1964年在沈阳化工首先试验成功，并于1966年投入大生产。此后30多年我国气相二氧化硅产业发展极其缓慢，到2001年也仅有沈阳化工和上海氯碱两家企业生产。2002年，广州吉必时公司（现为广州吉必盛）成为我国第三家可以规模产业化生产气相二氧化硅的企业，从此，我国气相二氧化硅产业真正步入发展的快车道，也涌现出了如湖北汇富纳米材料股份有限公司这样的先进企业。
我国已成为世界上最大的气相二氧化硅生产国，亲水气相二氧化硅产品性能与国外进口产品差距逐渐缩小，在某些领域(硅橡胶，油墨、涂料等)具备国产化替代能力。但是也存在产品同质化严重，高端产品缺乏，中低端产品在硅橡胶领域竞争激烈，新市场开拓滞后等问题。尤其是在一些高端和高附加值应用领域，如化学机械抛光(CMP)、食品、医药等，依然被国外产品所垄断，表面改性产品产能少，无法满足国内市场需求。气相二氧化硅（简称气硅）是由硅的卤化物（主要是一甲基三氯硅烷、四氯化硅或三氯氢硅）在氢氧火焰1000 ℃或更高的温度下水解、燃烧形成二氧化硅原生粒子，再相互碰撞形成二次粒子并形成长链，生成带有表面羟基和吸附水的超微细白色粉末。

具体生产工艺称为化学气相沉积（CAV）法，又称热解法、干法或燃烧法。其原料一般为四氯化硅、氧气（或空气）和氢气，需在高温下反应而成，反应式为：SiCl₄ + 2H₂ + O₂ → SiO₂ + 4HCl。空气和氢气分别经过加压、分离、冷却脱水、硅胶干燥、除尘过滤后送入合成水解炉。将四氯化硅原料送至精馏塔精馏后，在蒸发器中加热蒸发，并以干燥、过滤后的空气为载体，送至合成水解炉。四氯化硅在高温下气化（火焰温度1000~1800 ℃）后，与一定量的氢和氧（或空气）在1800 ℃左右的高温下进行气相水解；此时生成的气硅颗粒极细，与气体形成气溶胶，不易捕集，故使其先在聚集器中聚集成较大颗粒，然后经旋风分离器收集，再送入脱酸炉，用含氮空气吹洗气硅至pH值为4~6即为成品。
气硅原生粒径为7~14 nm，氮吸附比表面积（NSA）为70~400 m²/g，充分分散后粒径较小，可达到纳米状态，具有较高的表面活性，具有良好的补强、增稠、触变、消光、防沉降、抗流挂、抗紫外线和杀菌等多种作用，能有效改善涂料制品的应用性能，例如：防止颜填料的沉降分层、提高涂料的耐候性、抗刮擦性以及涂层与基材之间的结合强度等。广泛用于各种涂料、塑料、粘合剂和密封剂中，在橡胶中用作补强剂用作制造水玻璃、耐火材料、光学玻璃、光导纤维、石英玻璃仪器的原料，也可用于制超声波元件、吸附剂等用于电子封装、超大集成电路、高级陶瓷、油墨工业用于显像管、投影管、示波管玻璃平面与荧光粉之间的粘结等要用作脱湿干燥剂、脱水剂、防潮剂和空气湿度调节剂。也用于气体的干燥。还用作催化剂和催化剂的裁体，硅橡胶的补强剂，以及纺织工业上用的浆纱剂。制造玻璃陶瓷，磨蚀剂，油类的脱色，提纯硅铁，分析测定硼、砷和银等。