コロイダルシリカと活性化シリカの主な違いは、コロイダルシリカがケイ素の重合体であるのに対し、活性化シリカはケイ素の非重合体であることです。

二酸化ケイ素（シリカ）は、ほとんどの岩石、鉱物、砂などに含まれる結晶性の化合物です。この物質は、ケイ素と酸素が相互作用し、他の金属や鉱物と反応することで生成されます。一般的に、水源に含まれるシリカは、反応性シリカとコロイダルシリカの2つの形態で存在します。

カタログ

1. 概要と主な相違点 2. コロイダルシリカとは 3. 反応性シリカとは 4. 横並び比較 - 表形式でのコロイダルシリカと反応性シリカ 5. まとめ

コロイダルシリカは何ですか？

コロイダルシリカは、シリカ粒子が液相に懸濁したものです。このような懸濁液中のシリカの構造は、非晶質、無孔質、典型的な球状シリカ粒子と表現することができる。シリカ粒子が水中にあるとき、水と接触しているコロイダルシリカの表面はシロキサン結合とシラノール基で覆われています。したがって、コロイダルシリカは水素結合を形成することができる親水性物質と表現することができる。

図01：水中におけるシリカ粒子表面

コロイダルシリカは、ケイ酸アルカリ溶液を部分的に中和し、シリカ核を形成させる多段階のプロセスで調製することができます。一般に、シリカ粒子のサブユニットの大きさは1〜5nmの間で変化する。これらのサブユニットの組み合わせは、コロイド懸濁液に存在する重合条件によって決まる。しかし、ガラス水溶液（水ガラス液）を最初に酸性化すると、水酸化ケイ素（Si(OH)4）が生成される。

コロイダルシリカの懸濁液に塩を加えると（あるいはpHを7以下に下げると）、懸濁液中のシリカ粒子は互いに融合して鎖状になる。この製品をシリカと呼びます。しかし、pHをアルカリ性（pH7以上）にすると、シリカ粒子は分離したまま、徐々に成長する傾向があります。このようなシリカを沈殿シリカまたはシリカゾルと呼ぶことができます。

コロイダルシリカは、製紙、ろ過助剤、ナノ薬剤の製造、高温接着剤の製造、投資鋳造、カーボンフリーペーパー、触媒、吸湿剤など、さまざまな用途に使用されています。

反応性シリカは何ですか？

活性シリカは、イオン化した形態と、潜在的に溶解したシリカ二量体を含む、あらゆる単量体シリカである。つまり、反応性シリカはシリカの非重合体である。水道水に含まれる反応性シリカを除去するためには、さまざまな方法があります。石灰軟化法、イオン交換法、逆浸透膜法、限外ろ過法、電気凝固法などがあります。

図02：給水タンク

しかし、水中の活性シリカを除去する方法としては、鉄、硫黄、マンガンの酸化、塩素やクロラミンの除去を含む逆浸透膜が最適である。水道水にコロイダルシリカのみが含まれている場合は、限外ろ過が最適な除去方法となります。

コロイダルシリカと反応性シリカの違い

コロイダルシリカと反応性シリカは、水道水中に存在するシリコンの2つの形態です。コロイダルシリカと反応性シリカの大きな違いは、コロイダルシリカがケイ素の重合体であるのに対し、反応性シリカはケイ素の非重合体であることです。つまり、コロイダルシリカは非反応性が高いのに対して、反応性シリカは反応性が高く、重合などの化学反応を起こしやすいのです。

次のインフォグラフィックは、コロイダルシリカと反応性シリカの違いを表形式でまとめたものです。

概要 - コロイダルシリカ vs. 反応性シリカ

コロイダルシリカと反応性シリカは、水道水中に存在するシリコンの2つの形態です。コロイダルシリカと反応性シリカの主な違いは、コロイダルシリカがケイ素の重合体であるのに対し、反応性シリカはケイ素の非重合体であることです。

引用

1Timm***, M. (2020, 6月 10).水中のシリカを除去する方法として、どのようなものがあるのでしょうか？2020年10月15日、こちらから入手可能です。