องค์ประกอบทางเคมี
ก่อนอื่น เราต้องชี้แจงให้ชัดเจนว่า ผงคาร์บอนดำและซิลิคอนไดออกไซด์มีองค์ประกอบทางเคมีเหมือนกัน โดยมีสูตรทางเคมีคือ SiO₂ แท้จริงแล้ว ผงคาร์บอนดำเป็นซิลิกาชนิดหนึ่งโดยเฉพาะ และองค์ประกอบของมันสามารถแสดงได้ด้วย SiO₂ · nH₂O โดยที่ nH₂O อยู่ในรูปของหมู่ไฮดรอกซิลบนพื้นผิว
ลักษณะและคุณสมบัติ
ในแง่ของลักษณะและคุณสมบัติ ผงคาร์บอนดำและซิลิกาแตกต่างกัน ซิลิกามีลักษณะเป็นผงสีขาวไม่มีรูปร่าง ไม่เป็นพิษ ไม่มีกลิ่น และไม่ก่อให้เกิดมลพิษ โครงสร้างจุลภาคเป็นทรงกลม เป็นก้อน และเป็นโครงข่าย ไม่ละลายในน้ำ ในทางกลับกัน ผงคาร์บอนดำมีลักษณะเป็นผงสีขาว เป็นเม็ดหรือมีรูปร่างไม่สม่ำเสมอ ละลายได้ในโซดาไฟและกรดไฮโดรฟลูออริก ไม่ละลายในน้ำ ตัวทำละลาย และกรด (ยกเว้นกรดไฮโดรฟลูออริก) และมีคุณสมบัติทนต่ออุณหภูมิสูง ไม่ติดไฟ ไม่มีกลิ่น และเป็นฉนวนไฟฟ้าที่ดี
ขอบเขตการใช้งาน
ในแง่ของการใช้งาน ผงคาร์บอนดำและซิลิกาต่างก็มีคุณสมบัติเฉพาะตัว ซิลิกาไดออกไซด์เป็นวัตถุดิบสำคัญที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในการผลิตแก้ว แก้วควอตซ์ โซเดียมซิลิเกต เส้นใยแก้วนำแสง ชิ้นส่วนสำคัญของอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ เครื่องมือทางแสง งานหัตถกรรม และวัสดุทนไฟ ส่วนผงคาร์บอนดำใช้กันอย่างแพร่หลายในผลิตภัณฑ์ยาง สารเคมีทางการเกษตร ผลิตภัณฑ์เคมีภัณฑ์ในชีวิตประจำวัน พลาสติก สารเคลือบ สารประกอบเรซิน และสารเติมแต่งกระดาษ นอกจากนี้ ผงคาร์บอนดำยังถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในฐานะสารทดแทนผงคาร์บอนดำในผลิตภัณฑ์ยางอีกด้วย
วิธีการเตรียม
ในแง่ของวิธีการเตรียม ผงคาร์บอนดำสีขาวและซิลิกาแตกต่างกัน ผงคาร์บอนดำสีขาวสามารถเตรียมได้โดยวิธีการตกตะกอนหรือวิธีการในเฟสแก๊ส และวิธีการเตรียมที่แตกต่างกันนี้ส่งผลให้ได้ผลิตภัณฑ์สองชนิดที่แตกต่างกัน แต่มีสูตรโมเลกุลเดียวกัน
ลักษณะการทำงาน
ในแง่ของคุณลักษณะด้านประสิทธิภาพ ก็มีความแตกต่างระหว่างผงคาร์บอนดำสีขาวและซิลิกาเช่นกัน ผงคาร์บอนดำสีขาวเป็นสารที่มีรูพรุน มีลักษณะโครงสร้างแบบรวมตัวและโครงสร้างจุลภาคคล้ายกับผงคาร์บอนดำ ในขณะที่นาโนซิลิกาเป็นวัสดุอนินทรีย์ที่ไม่ใช่โลหะสีขาว ปลอดสารพิษ ไม่มีกลิ่น และปราศจากมลพิษ มีขนาดอนุภาคเล็ก (0-100 นาโนเมตร) และมีพื้นที่ผิวจำเพาะขนาดใหญ่ มีคุณสมบัติการสะท้อนแสงที่แข็งแกร่งมากสำหรับรังสีอัลตราไวโอเลต อินฟราเรด และแสงที่มองเห็นได้ ผลกระทบจากปริมาตรและผลกระทบจากการทะลุผ่านของควอนตัมของนาโนซิลิกาทำให้เกิดผลกระทบแบบการซึมผ่าน ซึ่งสามารถสร้างโครงสร้างเครือข่ายเชิงพื้นที่ร่วมกับสารประกอบโมเลกุลอินทรีย์ ช่วยเพิ่มความแข็งแรงเชิงกล ความเหนียว ความต้านทานการสึกหรอ และความต้านทานการเสื่อมสภาพของวัสดุพอลิเมอร์ได้อย่างมาก
โดยสรุปแล้ว แม้ว่าผงคาร์บอนดำสีขาวและซิลิกาจะมีองค์ประกอบทางเคมีเหมือนกัน แต่ก็มีความแตกต่างกันในด้านลักษณะ คุณสมบัติ ขอบเขตการใช้งาน และวิธีการเตรียม