Cấu trúc tinh thể
Silic oxit là một chất mầu trắng có điểm nóng chảy 17100C. Các dạng tinh thể của SiO2 gồm 3 dạng chính: Thạch anh, triđimit, cristobalit. Điểm khác nhau chính của 3 dạng tinh thể chính (tridimit, thạch anh, cristobalit) là vị trí tương đối của hai tứ diện SiO2 (hình1.10).
Hình 1.10. Sơ đồ tổ hợp hai tứ diện SiO2: a) Thạch anh, b) Cristobalit ∝, c) Tridimit
Ở dạng thạch anh ∝ ta có góc liên kết Si-O-Si bằng 1500, ở tridimit và cristobalit thì góc liên kết Si-O-Si bằng 1800. Từ thạch anh biến thành cristobalit chỉ cần nắn góc Si-O-Si từ 1500 thành 1800 trong khi đó để chuyển thành ∝ tridimit thì ngoài viềc nắn thẳng góc này còn phải xoay tứ diện SiO44- quay trục đối xứng một
Tính chất của vật liệu silica
Oxit silic sử dụng làm chất nền là SiO2 vô định hình được tổng hợp theo phương pháp Sol-Gel do đó nó có diện tích bề mặt tương đối lớn.
Xét một phần bề mặt tinh thể hai lớp SiO2 gồm cả những liên kết hấp phụ yếu với nước do hút ẩm, mô hình chúng chấp nhận sự thay thế Si4+ trong tinh thể bởi nguyên tử hiđro trong nước và coi bề mặt được trung hoà và hidrat hoá hoàn toàn [22].
Có thể thấy rằng các liên kết SiO trên lớp bề mặt của silic điôxit là không như nhau: ôxi của các liên kết SiOSi không có các đặc tính cho điện tử, trong khi đó trong các nhóm SiOH thì nó lại là tác nhân cho điện tử hiệu dụng. Hai dạng liên kết SiO này trong silic điôxit đã quy định một loạt các tính chất đặc biệt của bề mặt silic điôxit.
Mỗi dạng silica đều có chứa các nhóm silanol trên bề mặt và chính đặc tính liên kết của những nhóm này cùng với cấu trúc vật lý của bề mặt silica quyết định khả năng hấp phụ của silica đối với các chất tan trong dung dịch. Trong số các dạng silica tự nhiên và nhân tạo thì silicagel là một loại vật liệu tổng hợp có ứng dụng rất
phong phú và đa dạng.