Auf dem weiten Gebiet der chemischen Stoffaufbereitung nimmt die Gasphasenhydrolyse bei der Herstellung von Stoffen eine wichtige Stellung ein Natriumkolloidales Siliciumdioxid mit seinen einzigartigen Vorteilen. Mit dieser Methode können die Partikelgrößenverteilung und die Reinheit des Produkts genau gesteuert und außerdem sichergestellt werden, dass das hergestellte Kieselsol eine gute Dispergierbarkeit und Stabilität aufweist.

Die Hauptrohstoffe der Gasphasenhydrolyse sind Chlorsilan wie Siliziumtetrachlorid (SiCl₄) und Wasserdampf als Reaktionsmedium. Diese Rohstoffe müssen streng gesiebt und vorbehandelt werden, um ihre Reinheit und Reaktivität sicherzustellen. Es ist auch notwendig, eine geeignete Menge Wasserstoff oder Sauerstoff als Trägergas bereitzustellen, um die Rohstoffe in die Reaktionszone zu transportieren.

Der Reaktionsprozess der Gasphasenhydrolyse ist wie folgt.
Mischen und Erhitzen: Chlorsilan und Wasserdampf werden in einem bestimmten Verhältnis gemischt und über ein Vorheizsystem auf die für die Reaktion erforderliche hohe Temperatur erhitzt. Dieser Temperaturbereich liegt üblicherweise zwischen 1000℃ und 2000℃, abhängig von der Art der Reaktanten und den Reaktionsbedingungen.
Gasphasenhydrolyse: Bei hohen Temperaturen gehen Chlorsilane heftige Gasphasenhydrolysereaktionen mit Wasserdampf ein. Bei diesem Prozess bricht die Silizium-Chlor-Bindung im Chlorsilanmolekül auf und verbindet sich mit dem Hydroxid im Wassermolekül, um Siliziumdioxid (SiO₂) und Chlorwasserstoff (HCl) zu erzeugen. Die Reaktionsgleichung kann wie folgt vereinfacht werden: SiCl₄ 2H₂O → SiO₂ 4HCl.
Keimbildung und Wachstum: Mit fortschreitender Reaktion beginnen die erzeugten Siliziumdioxidpartikel zu keimen und wachsen allmählich. Diese Partikel bleiben in der Gasphase suspendiert und bilden durch Kollision und Polymerisation größere Partikel. Das bei der Reaktion entstehende Chlorwasserstoffgas wird umgehend aus dem Reaktionssystem abgeführt, um nachteilige Auswirkungen auf den Reaktionsprozess zu vermeiden.
Kühlung und Sammlung: Die durch die Reaktion erzeugten Siliziumdioxidpartikel gelangen mit dem Luftstrom in die Kühlzone, kühlen schnell ab und verfestigen sich bei niedrigen Temperaturen und werden von Wasser absorbiert, um Kieselsol zu bilden. Um die Stabilität und Dispergierbarkeit des Kieselsols zu verbessern, muss die Lösung möglicherweise weiter behandelt werden, beispielsweise durch die Zugabe von Stabilisatoren oder die Anpassung des pH-Werts.

Durch Gasphasenhydrolyse hergestelltes Kieselsol erfordert normalerweise eine Reihe nachfolgender Behandlungen, um Verunreinigungen zu entfernen, die Partikelgrößenverteilung anzupassen und die Produktleistung zu verbessern. Diese Behandlungsschritte können Filtration, Waschen, Trocknen und Dispergieren umfassen. Das fertige kolloidale Natriumsilikat/Silicasol hat gute physikalische und chemische Eigenschaften und wird häufig in der Präzisionsguss-, Beschichtungs-, Papierindustrie und als Katalysatorträger verwendet.