氯硅烷残液酸性水解制备二氧化硅特性研究

徐卜刚，陈 樑，李银光，赵 义，董森林

（昆明理工大学环境科学与工程学院，云南昆明650504）

氯硅烷残液酸性水解制备二氧化硅特性研究

徐卜刚，陈 樑，李银光，赵 义，董森林

（昆明理工大学环境科学与工程学院，云南昆明650504）

以氯硅烷残液为原料，盐酸为水解剂制备二氧化硅，探讨了盐酸浓度、反应温度、SiO2浓度对水解体系胶凝时间的影响，从而确定了适宜的水解条件：盐酸初始浓度为10%（质量分数）、二氧化硅质量分数为2%、反应温度为35℃。利用XRF、XRD、SEM、激光粒度分析仪、IR、TG-DSC-MS对所制备的SiO2的化学组成、相组成、形貌、粒径、化学结构、热稳定性进行测试和表征。结果表明，氯硅烷残液酸性水解制备的SiO2为非晶态，纯度达90%以上，平均粒径为34.5 μm，加热后质量损失率为1.9%，具有成为橡胶补强剤的潜力。

氯硅烷残液；酸性水解；胶凝；二氧化硅

由于能源危机的加剧，自2005年以来，光伏产业在中国迅速兴起。多晶硅作为光伏太阳能的基石，其需求量急剧增加，从而催生了多晶硅产业的快速发展。中国生产多晶硅的主流技术为改良西门子法［1］，生产过程中主要的副产物为氯硅烷残液，其主要成分包括单硅氯硅烷（SiCl4、SiHCl2等）、双硅氯硅烷（Si2Cl6、SiH2Cl4等）、高沸物硅油和氯化物杂质等［2］。每生产1 t多晶硅将会产生15～20 t的SiCl4副产物［3］，由此推断，氯硅烷残液的量不容小觑。由于其具有强烈的腐蚀性、高毒性，且极易与水发生水解反应生成硅酸和氯化氢，如果不能安全、妥善地处理，不仅会对周围的土壤、大气、水环境造成重大污染，而且还会危害人体健康。……