變色硅膠的干燥原理與干燥方法及回收方法！

一、背景及概述

變色硅膠是實(shí)驗(yàn)室常用的一種干燥吸濕劑，吸濕后經(jīng)烘干可反復(fù)使用。通常使用的變色硅膠，是將硅酸凝膠用CoCl2溶液浸泡，然后經(jīng)干燥活化后制得的。因?yàn)闊o(wú)水CoCl2為藍(lán)色，水合CoCl2·6H2O顯紅色。所以根據(jù)變色硅膠的顏色變化，可以判斷硅膠吸附的程度。變色硅膠常作為干燥劑和吸附劑使用。硅膠是一種高活性、多孔性物質(zhì)，其內(nèi)部表面積很大，每g硅膠內(nèi)表面積可達(dá)450m2以上。因此，對(duì)液體或氣體有很強(qiáng)的吸附性能。硅膠不溶于水，也不溶于除氫氟酸和強(qiáng)堿外的其他溶劑。市售的固體硅膠有球形和不規(guī)則形兩種。若按孔徑大小可分為細(xì)孔硅膠(平均孔徑小于1.5～2.0nm)和粗孔硅膠(平均孔徑大于4.0～5.0nm)。

二、干燥方法

將已吸濕（呈粉紅色）的變色硅膠，倒到較大的、無(wú)蓋的耐熱玻璃或陶瓷的器皿（如1000ml燒杯，大口徑的坩鍋等）里，然后放入家用微波爐（2450MHz, 800W），開(kāi)啟檔的微波火力，干燥時(shí)間長(zhǎng)短，隨放置的硅膠量多少而定，通常以觀察硅膠都已由粉紅色轉(zhuǎn)呈藍(lán)色 ,同時(shí)未見(jiàn)水蒸汽散發(fā)，即可停止并取出。 如每次放置的硅膠量恒定，操作一兩次后 ,就知道在微波爐“定時(shí)檔”設(shè)置的時(shí)間該是多少，那么到時(shí)便可獲得干燥好的藍(lán)色硅膠。

硅膠主要用于氣體干燥或吸收，液體脫水和色譜分析，也用作催化劑或催化劑載體，紡織工業(yè)用作漿紗劑。細(xì)孔硅膠主要用于氣體的干燥及凈化，有機(jī)產(chǎn)品的脫水和精制，也可用作催化劑的載體。粗孔硅膠主要用于處理啤酒中的高分子蛋白，以及氣體和液體的干燥，高濕度下氣體的除霧、除濕，石油化工中作催化劑或催化劑載體。

變色硅膠是以具有高活性吸附材料細(xì)孔硅膠為基礎(chǔ)原料經(jīng)過(guò)深加工制成的具有高附加值和較高技術(shù)含量的指示型吸附劑，主要用于指示密閉包裝物、精密儀器、儀表內(nèi)空間的相對(duì)濕度，以及用于精密儀器儀表的防潮維護(hù)等。其中包含硅膠(部分水合的二氧化硅) 和吸濕變色劑(氯化亞鈷) 。變色硅膠含水率小于5%，吸水性為5% ～ 30%。干燥的變色硅膠其外觀為藍(lán)色或淺藍(lán)色玻璃狀顆粒或小球狀(規(guī)格2 ～ 3 mm)，極易吸水而逐漸變成粉紅色。依據(jù)其具有良好的吸濕特性并產(chǎn)生相應(yīng)的顏色改變，因此可以根據(jù)變色硅膠的顏色改變情況來(lái)間接指示二甲苯或無(wú)水乙醇中相對(duì)濕度的變化。

變色硅膠具有一定優(yōu)勢(shì)：

（1）可視，基于無(wú)水乙醇和二甲苯均是無(wú)色透明液體，在這兩個(gè)試劑中放入藍(lán)色的變色硅膠，不需要儀器設(shè)備，肉眼即可觀察試劑內(nèi)含水狀態(tài)。

（2）工作效率快，吸水率較高。當(dāng)無(wú)水乙醇或二甲苯中出現(xiàn)較多水分的情況下，投入變色硅膠后，即可看見(jiàn)藍(lán)色的變色硅膠周圍有一圈透明帶，并能聽(tīng)見(jiàn)其爆裂的聲音。當(dāng)環(huán)境溫度下降至0 ℃以下，吸水率才會(huì)相應(yīng)減慢。在實(shí)際工作中發(fā)現(xiàn)當(dāng)藍(lán)色的變色硅膠變成粉紅色后，可繼續(xù)使用10 天左右，才會(huì)達(dá)到其吸水的飽和狀態(tài)。

（3）安全穩(wěn)定，不影響切片染色質(zhì)量。變色硅膠不溶于水和任何試劑，無(wú)味，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。其呈圓形小顆粒沉于缸底，在手工或機(jī)器操作染色架時(shí)，不會(huì)飄浮到試劑，即不會(huì)摩擦切片上的組織。從2016 年5 月投入使用至今未發(fā)現(xiàn)切片顏色改變或脫色現(xiàn)象。至于組織切片長(zhǎng)時(shí)間的保存是否會(huì)導(dǎo)致切片顏色改變還有待檢測(cè)。

（4）價(jià)格低廉，使用面廣。一瓶500 g 變色硅膠售價(jià)僅為10 元。在病理技術(shù)工作中凡需用到無(wú)水乙醇或二甲苯的工序如常規(guī)染色、冷凍切片染色、免疫組化、特染、細(xì)胞學(xué)檢測(cè)、分子病理學(xué)檢測(cè)中均可使用變色硅膠來(lái)保證組織切片的無(wú)水透明狀態(tài)。其還可做為一種指示劑用來(lái)檢測(cè)購(gòu)買的無(wú)水乙醇和二甲苯的純度。

此外，通常使用的變色硅膠，是將硅酸凝膠用CoCl2溶液浸泡，然后經(jīng)干燥活化后制得的。因?yàn)闊o(wú)水CoCl2為藍(lán)色，水合CoCl2·6H2O顯紅色。所以根據(jù)變色硅膠的顏色變化，可以判斷硅膠吸附的程度。變色硅膠常作為干燥劑和吸附劑使用。可將變色硅膠用于冰箱和家居的除臭劑及干燥劑。變色硅膠在水不飽和時(shí)為一種顏色，在水吸附過(guò)程中，由水吸附不飽 和態(tài)變?yōu)樗斤柡蛻B(tài)時(shí)，慢慢變成其它的顏色。

變色硅膠可以用加熱的方法再生，使變色硅膠由吸附飽和態(tài)變?yōu)槲讲伙?/span> 和態(tài)，其顏色也發(fā)生相應(yīng)變化，回復(fù)到原來(lái)的顏色。其中，可以用微波爐加熱的方法再生。加熱的溫度不高于110℃。由于采用十分靈敏的濕敏變色有機(jī)化合物，所以再生時(shí)烘干溫度不宜過(guò)高，以105℃為宜。應(yīng)用于冰箱和家居環(huán)境的除臭劑的變色硅膠，具有吸附能力強(qiáng)、除臭去濕、可反復(fù)使用等優(yōu)點(diǎn)，且無(wú)毒無(wú)放射，加熱再生的方法簡(jiǎn)單易行。

三、回收方法

變色硅膠回收再利用方法：將變色硅膠和生石灰分隔后同時(shí)放置在密封的容器中，在室溫下吸收硅膠水分，直到硅膠變?yōu)樗{(lán)色。在所述的處理中，生石灰與變色硅膠的重量比為0.5～1∶1，變色硅膠裝入透氣袋與生石灰分隔。常規(guī)處理時(shí)，生石灰與硅膠重量比為0.5～1∶1，而當(dāng)需要快速處理時(shí)，可加大生石灰用量，生石灰與硅膠的比例為2∶1，或采用多層硅膠和多層石灰相間放置。變色硅膠在密封容器中置于生石灰之上，處理時(shí)間為6～12天，密封容器的蓋口邊緣在處理時(shí)用凡士林涂勻封閉。

但為了提高硅膠干燥速度，生石灰可分上、下二層或多層，硅膠置于上、下兩層生石灰之間。此法簡(jiǎn)單易行，成本低，見(jiàn)效快。用常規(guī)的干燥箱至少要投資幾千元購(gòu)買設(shè)備，而且需要有專門設(shè)備擺放地點(diǎn)，要用一定的電能。本法所需要的干燥容器每個(gè)只需要投資100多元，生石灰價(jià)格僅0.5元/kg，而且處理的時(shí)間才10 天左右，1kg生石灰可處理1～2kg硅膠。生石灰可以重復(fù)利用，節(jié)能、環(huán)保。未吸水的塊狀生石灰還可繼續(xù)用來(lái)吸濕，起到干燥的作用。吸水后的生石灰變成粉狀，可以用于粉墻，施于酸性紅壤中可提高PH值，起到調(diào)節(jié)土壤酸堿度的作用。盛裝硅膠的透氣袋采用棉質(zhì)布袋，它具有良好的通氣作用，且成本低，可將生石灰與硅膠隔離，使石灰粉不易摻到硅膠里，同時(shí)，也利于硅膠內(nèi)的水分散出而被生石灰吸附。本項(xiàng)技術(shù)不產(chǎn)生高溫，硅膠的回收使用壽命較長(zhǎng)。

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