Получение оксид и карбид кремния

Новые пути использования наноразмерных аморфных оксида и карбида кремния, экстрагированных из рисовой шелухи.

Хорошо известен факт, что основной продукт питания для Азиатских стран и стран третьего мира является рис. Под это растение отводятся огромные площади, которые после уборки очень трудно поддаются обработке. Основным способом удаления рисовой шелухи и соломы до настоящего времени считалось сжигание этих отходов. Так как в процессе сжигания огромные территории покрывались едким дымом, оказывающим негативное влияние на дыхательную и сердечно-сосудистую системы. Был поставлен вопрос о рассмотрении других способов утилизации.

Первоначально предпринимались попытки использовать отходы рисового производства в качестве наполнителей для строительных материалов, при производстве металлургической промышленности, в шинном производстве, для изготовления топливных брикетов и в других областях. К, сожалению, экономическая эффективность оказалась очень низкой, это обусловлено тем, что топливная промышленность не может утилизировать большую часть диоксида кремния. В противоположность этому, для производств шинной и цементной промышленности, наоборот, используется в основном только кремневая составляющая шелухи.

Тогда особое внимание привлекла идея, направленная на одновременное выделение аморфных оксида и карбида кремния. В результате аналитических расчетов и лабораторных исследований было выявлено, что наиболее эффективным является применение такого процесса, как пиролиз. Использование пиролизной схемы дает возможность увеличить конечный выход высокочистого аморфного диоксида кремния. Эта схема зарекомендовала себя как высокоэффективная, что доказывается, в первую очередь, коэффициентом степени очистки полученного вещества на выходе. Такой вид кремния может быть использован не только для получения жидкого стекла, вместо традиционного минерального кварца, но и в лакокрасочной промышленности, и для производства строительных материалов.

Нами был изучен вопрос использования сверхчистого аморфного оксида кремния при производства эпоксидно-полиэфирной краски для улучшения ее прочностных характеристик и повышения ее сцепления. Для этой цели мы получили наноразмерные частицы методом жидкостной кавитации в воде.

Экспериментальные апробации показали, что полученная краска обладала вязкостью, значительно превышающую показатели известных составов с аэросилом. Наш интерес также был связан с получением из рисовой шелухи наполнителя для производства кирпичей. Мы провели экспериментальные исследования на основе синтеза карбида кремния методом жидкостной кавитации в воде с добавлением различных поверхностно-активных веществ. Введение полученных образцов для производства кирпича увеличивало термостойкость последних до 10%.

С уверенностью можно сказать, что полный потенциал использования рисовой шелухи еще не раскрыт и нас ждет еще много открытий. Но уже сейчас с уверенностью, можно заявить, что это уникальный материал, который может использоваться во многих областях. Для производства жидкого стекла можно получить аморфный диоксид кремния с чистотой до 99,9%. Для очистки минерального кварца такой чистоты необходимо затратить значительно больше средств.

То же самое можно сказать об использовании этого материала в фармацевтической и парфюмерной промышленности, на предприятиях электронной и керамической промышленности и заводах цветных металлов. Использования этого материала для производства красок приведет не только к улучшению прочностных характеристик, но и увеличению адгезии, что непосредственно улучшить качество покрасочного материала.

Применение аморфного диоксида кремния в качестве наполнителя для производства кирпича, увеличат его жаростойкие показатели. Экономическая выгода от получения аморфного диоксида кремния из рисовой шелухи не оставляет сомнения.