CH645075A5

CH645075A5 - Procede de preparation d'un gel et d'un xerogel de silice et xerogel de silice obtenu.

Info

Publication number: CH645075A5
Application number: CH730680A
Authority: CH
Inventors: Milton Edward Winyall; Charles Davidoff
Original assignee: Grace W R & Co
Priority date: 1979-10-01
Filing date: 1980-09-30
Publication date: 1984-09-14
Also published as: GB2131406A; DE3034578A1; GB8325208D0; GB8302065D0; GB2126203B; JPS5654220A; GB2060704B; GB2131406B; GB2126203A; US4279879A; AU6204680A; FR2466436B1; GB2060704A; CA1152849A; AU534983B2; BR8005382A; FR2466436A1; JPH0137327B2

Description

La présente invention se rapporte à un gel de silice et à sa préparation par l'électrodialyse d'un silicate.

L'électrolyse et l'électrodialyse d'une solution d'un silicate d'un métal alcalin ont été utilisées pour retirer les ions de métaux alcalins avec l'eau d'hydratation de la solution et produire des solutions ayant de plus fortes concentrations en silice et des sols de silice.

Dans le brevet US N° 1557491, au nom de Codd, est révélé un procédé de préparation d'une solution d'un silicate alcalin ayant un rapport élevé de la silice à la soude, en électrolysant un rapport inférieur de la solution dans une cellule à deux compartiments entre une anode rotative en platine et une cathode en mercure. Dans le procédé, une concentration initiale faible de la silice, une rotation rapide de l'anode, ou de l'anolyte, et une densité contrôlée de courant évitent un dépôt sensible de silice sur l'anode et l'électrolyse est limitée afin qu'il ne se forme ni sol ni gel. Dans ce brevet, on note qu'une séparation de la silice sur l'anode rend le procédé bien moins efficace et que, tandis que la soude est retirée, la conductivité de la

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solution chute et l'enlèvement total de la soude a pour résultat une inefficacité électrique considérable.

Dans le brevet US N° 1562940, au nom de Collins, est révélé un procédé de production d'un hydrosol d'acide silicique pur en électro-lysant une solution aqueuse d'un silicate de potasse ou de soude entre une anode en rotation rapide et une cathode en mercure. Le procédé permet un enlèvement presque complet du sodium; ainsi, le sol se transforme en gel quelques heures après enlèvement des dernières traces de sodium. La rotation de l'anode empêche le dépôt de silice, en particulier quand le silicate est dilué. Collins enseigne que, si l'on n'empêche pas le dépôt de silice, la solution de silicate peut devenir mutile du fait de la dilution et la silice servira d'isolateur de l'anode et empêchera le passage du courant.

Dans le brevet US N° 3668088, au nom de lier, est décrit un procédé d'électrodialyse pour former des sols concentrés de silice pouvant être utilisés pour produire un gel pur de silice. lier révèle que les sols produits dans les procédés antérieurs d'électrolyse ou d'électrodialyse se transforment en gels ou précipitent de la silice dans l'équipement d'électrolyse. lier a résolu ce problème en interposant une membrane imperméable aux anions et perméable aux cations entre l'anode et le sol de silice pour empêcher les ions de silicate d'émigrer vers l'anode. Dans le procédé du brevet, un sol-élec-trolyte contenant un sol de silice aqueux, une solution aqueuse de silicate de sodium ou de potassium et un sel de sodium ou de potassium d'un anion non siliceux est électrolysé tout en étant séparé d'un anolyte acide par la membrane perméable aux cations et imperméable aux anions. Les ions hydrogène de l'anolyte sont attirés à travers la membrane dans le sol-électrolyte et les ions du métal alcalin sont retirés du sol-électrolyte vers la cathode. La température du sol-élec-trolyte est maintenue entre 50 et 100°C et la solution aqueuse du silicate d'un métal alcalin est ajoutée au sol-électrolyte selon la nécessité pour maintenir le pH du sol-électrolyte entre 8,0 et 9,5, afin qu'il y ait peu de migration de l'ion silicate vers l'anode. Le sel de l'anion non siliceux employé dans le procédé de lier abaisse la résistance électrique du sol-électrolyte en formant des anions autres que le silicate et des ions hydroxyles pour entraîner le courant vers l'anode, lier révèle que, quand le courant est entraîné par les ions silicates, ces ions émigrent vers l'anode et déposent de la silice sur la membrane, augmentant ainsi encore la résistance et terminant éventuellement le procédé. Le sol-électrolyte doit être fortement agité à proximité des surfaces de la membrane afin d'empêcher un dépôt de silice.

Dans le brevet US N° 4124471, au nom de Lieb et al., est révélé un procédé de préparation d'un sol de silice en effectuant l'électrodialyse d'un anolyte d'un silicate d'un métal alcalin dans une cellule avec une membrane ayant une perméabilité sélective pour les cations qui sépare l'anolyte et un catholyte d'un hydroxyde d'un métal alcalin, tout en ajoutant une solution d'un silicate d'un métal alcalin dans l'anolyte, afin de maintenir le pH entre environ 7,5 et environ 8,5. Quand le sol de silice a atteint la dimension granulométrique souhaitée, le silicate amené est remplacé par une solution d'un hydroxyde d'un métal alcalin pour contrôler le pH et terminer la croissance des particules de silice. En continuant l'électrodialyse avec addition d'une solution d'un hydroxyde d'un métal alcalin, cela augmente la concentration du sol du fait de l'enlèvement continu des ions du métal alcalin avec l'eau d'hydratation. Le dépôt de silice sur l'anode et la perte conséquente d'efficacité électrique par l'anode sont essentiellement empêchés par le contrôle du pH de l'anolyte.

Les gels de silice comprennent les hydrogels de silice et les xéro-gels de silice. Les hydrogels de silice sont traditionnellement préparés en faisant réagir un silicate d'un métal alcalin et un acide dans un milieu aqueux pour former un hydrosol de silice, en laissant l'hydro-sol prendre pour former un hydrogel et en lavant l'hydrogel. Les xé-rogels sont préparés en séchant l'hydrogel. Dans les brevets US N°s 3794712 et 3819811, au nom de Aboutboul et al. sont révélés des xérogels de silice ayant une distribution étroite de diamètre des pores principalement entre 300 et 600 Â, une aire superficielle de 200 à. 500 m2/g et un volume des pores de l'ordre de 2,0 à environ 3,5 cm3/g. Dans le brevet US N° 4148864, au nom de Groth et al.,

est révélé un gel de silice ayant un pouvoir adsorbant accru, qui peut avoir un diamètre des pores de 20-25 Â.

La présente invention concerne un procédé de préparation de gel de silice qui consiste à électrolyser une solution aqueuse d'un anolyte d'un silicate d'un métal alcalin et un sel d'un anion non siliceux. La concentration du sel est d'au moins environ 0,0IN et la solution est électrolysée dans une cellule ayant une membrane à perméabilité sélective aux cations séparant l'anolyte et une solution aqueuse d'un catholyte. L'hydrogel de silice se dépose sur une anode de la cellule, est récupéré de l'anode et peut être séché pour produire du xérogel de silice.

La titulaire a trouvé de façon surprenante que le procédé permettait d'obtenir un hydrogel de silice sur l'anode, ayant une pureté particulièrement élevée, avec de faibles nécessités de courant. L'hydrogel est formé par la réaction d'ions de silicate et d'ions hydroxyles associés avec les ions hydrogène produits par l'électrolyse de l'eau sur l'anode. La concentration en sel donne des anions non siliceux suffisants pour maintenir la conductivité électrique de l'anolyte et l'hydrogel de silice se dépose pendant l'électrolyse et favorise la gélî-fication.

L'hydrogel de silice préparé par le procédé selon l'invention a de plus faibles teneurs en métal alcalin et en anions que celui produit par des traitements acides traditionnels du silicate sans lavage exten-sif. Grâce à l'élimination de la nécessité de laver l'hydrogel et la production d'une solution concentrée d'un hydroxyde d'un métal alcalin dans un procédé préféré, les prix de fabrication directe sont plus faibles que dans les procédés traditionnels d'acidification. Par ailleurs, les xérogels préparés selon le procédé de l'invention présentent des distributions plus étroites de dimension des pores que les produits des procédés traditionnels, du fait de conditions plus uniformes de gélification.

L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre faite en référence au dessin schématique annexé donné uniquement à titre d'exemple illustrant un mode de réalisation de l'invention et dans lequel la figure unique est une représentation schématique d'une cellule d'électrodialyse typique appropriée à la mise en pratique du procédé selon l'invention.

Plus particulièrement, une cellule d'électrodialyse est illustrée comme ayant un boîtier 1. Des membranes 2 et 3 à perméabilité sélective aux cations et le boîtier définissent un compartiment central d'anode 4 et des compartiments terminaux de cathode 5 et 6. Des anodes 7 et 8 sont placées dans le compartiment d'anode et des cathodes 9 et 10 dans les compartiments respectifs de cathode. Les électrodes sont reliées à une source de courant électrique continu 11. On peut utiliser, si on le souhaite, des cellules ayant des compartiments simples d'anode et de cathode ou des compartiments supplémentaires.

Pendant le fonctionnement de la cellule, des charges initiales de l'anolyte et du catholyte sont amenées dans les compartiments respectifs et un courant électrique continu est appliqué aux électrodes. Pendant l'électrodialyse, les ions du métal alcalin avec l'eau de l'hydratation émigrent du silicate d'un métal alcalin et de la solution du sel dans le compartiment d'anode à travers la membrane à perméabilité sélective aux cations vers le compartiment de cathode. L'eau s'électrolyse sur la cathode et accepte les électrons de la cathode selon la réaction 2H20 + 2e-»H2(g)+20H_. Les ions de silicate, les ions hydroxyles et les anions non siliceux dans la solution de l'anolyte émigrent vers l'anode dans le compartiment d'anode. L'eau s'électrolyse sur l'anode et donne des électrons à l'anode selon la réaction 2H20->02(g)+4H+ +4e~. Les ions hydrogène produisent une région de pH acide à proximité de l'anode en l'absence sensible d'agitation. Les ions de silicate et les ions hydroxyles associés réagissent avec les ions hydrogène et se condensent pour former un dépôt d'hydrogel de silice sur l'anode. Les ions du métal alcalin peuvent être occlus dans ce dépôt. Cependant, les ions positifs occlus sont

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repoussés par l'anode et émigrent vers la surface externe du dépôt tandis qu'il s'accumule en profondeur et que l'électrodialyse continue.

L'électrodialyse est généralement continuée jusqu'à ce que la profondeur du dépôt d'hydrogel de silice soit comprise entre environ 0,5 et environ 4 cm et que l'hydrogel de silice soit récupéré de l'anode. Une solution de silicate et de sel peut être ajoutée au compartiment d'anode selon la nécessité, pour compenser les ions de silicate et les anions de sel retirés par récupération de l'hydrogel de silice et la solution du catholyte peut être retirée du compartiment de cathode selon la nécessité pour tenir compte des augmentations de volume. Le gaz oxygène produit sur l'anode et le gaz hydrogène produit sur la cathode peuvent être recueillis ou simplement éventés du système.

La concentration en silice, la température de l'anolyte, la densité de courant et le traitement après électrodialyse sont les variables principales déterminant si le produit séché est un gel de silice de densité régulière (RD) ou un gel de silice de densité intermédiaire (ID). Les gels RD ont des pores extrêmement fins et des aires superficielles importantes. Les gels ID ont des aires superficielles moindres et des diamètres et volumes moyens des pores bien plus importants que les gels RD. En général, de plus faibles concentrations initiales en silice, de plus faibles densités de courant et de plus faibles températures de l'anolyte dans l'électrodialyse et des traitements à un pH élevé après l'électrodialyse donnent des gels de densité intermédiaire.

L'anolyte est une solution aqueuse d'au moins un silicate d'un métal alcalin soluble dans l'eau et d'au moins un sel soluble dans l'eau d'un anion non siliceux. De préférence, le silicate est une solution aqueuse de silicate de sodium ou de silicate de potassium. La concentration en silice dans la solution de l'anolyte peut généralement être comprise entre environ 5% en poids et environ 30% en poids en calculant sous forme de Si02. Le pH de la solution de silicate peut généralement être d'au moins environ 10 et, de préférence, il est d'au moins environ 12. Pendant l'électrodialyse, la concentration en silice et le pH de la solution de l'anolyte diminuent selon la quantité de la solution de l'anolyte ajoutée au compartiment de l'anode. Si la solution de l'anolyte a une concentration en silice de l'ordre de 5% en poids, l'anolyte est généralement chauffé d'environ 50 à environ 100°C pour produire des quantités faibles, mais acceptables, de l'hydrogel sur l'anode. A des concentrations en silice de l'ordre de 29% en poids, les niveaux du métal alcalin dans l'hydrogel sont relativement élevés, par exemple de l'ordre d'environ 1,0% en poids en calculant sous forme d'oxyde du métal alcalin. De préférence, la solution de l'anolyte contient de l'ordre de 8 à environ 28% en poids de Si02. A ces concentrations et à des pH supérieurs à environ 12, un courant sensible est transporté par les ions non siliceux, de silicate et d'hydroxyle et, ainsi, il se forme des quantités sensibles d'hydrogel de silice à proximité de l'anode, avec d'assez faibles nécessités de courant.

La concentration en silice dans l'anolyte est inversement en rapport avec la teneur en eau dans l'hydrogel récupéré de l'anode et ainsi le volume des pores du gel séché. En général, on utilise une concentration en silice de l'ordre de 8 à environ 15% pour la production de gels ID et environ 15 à environ 28% pour la production de gels RD. La concentration particulière en silice dans la gamme préférée a peu d'effet sur le diamètre moyen des pores des gels RD, mais le diamètre moyen des pores des gels RD, le diamètre moyen des pores des gels ID diminue avec l'augmentation des concentrations en silice dans la gamme préférée.

La solution de l'anolyte peut avoir un rapport pondéral silice/oxyde d'un métal alcalin (Si02 à M20) compris entre environ 1:1 et environ 4; 1. Typiquement, le rapport pondéral silice/oxyde d'un métal alcalin dans la solution de l'anolyte est de l'ordre de 3,25:1. Des rapports silice/oxyde d'un métal alcalin de 3,7:1, ou plus, réduisent les nécessités de courant électrique du procédé parce qu'il y a moins d'ions du métal alcalin à retirer de l'anolyte par électrodialyse. Cependant, des solutions à un rapport élevé sont plus coûteuses et leur utilisation réduit le rendement de la solution de l'hy-droxyle d'un métal alcalin dans le compartiment de cathode.

En plus du silicate d'un métal alcalin, la solution de l'anolyte contient également un sel d'un anion non siliceux pour maintenir la conductivité électrique de la cellule pendant l'électrodialyse et favoriser la gélification. Le sel maintient la conductivité en formant des anions en plus des ions silicates et hydroxyles, pour entraîner le courant à travers l'anolyte et le dépôt d'hydrogel vers l'anode. Les anions permettent un fonctionnement continu avec des nécessités en courant électrique économique malgré la résistance accrue provoquée par le dépôt de l'hydrogel de silice. La présence des anions évite également le dépôt d'une plaque mince et non conductrice de silice finement subdivisée sur l'anode et la résistance excessive conséquente ainsi que l'arrêt de la cellule.

Le sel peut être un sel neutre d'un acide fort (comme du sulfate de sodium ou du nitrate de sodium), un sel basique d'un acide faible (comme du borate de sodium ou du carbonate de sodium) ou un sel acide d'une base faible (comme du sulfate d'ammonium). On peut citer, comme anions appropriés produisant la conductivité accrue nécessaire, un nitrate, un nitrite, un carbonate, un bicarbonate, un sulfate, un sulfamate, un borate, un acétate, un citrate, un Oxalate, un silicofluorure, un chlorure, un sulfosalicylate, un fluorure, un phosphate ou leurs mélanges. On utilise généralement un sulfate, un nitrate ou un carbonate du fait de leur prix relativement faible et de leur facilité de manipulation. Le nitrate et le carbonate sont préférés quand ces anions sont gênants dans le produit, car ils sont retirés lors du séchage. Un sel de nitrate augmente plus la conductivité qu'un sel de carbonate du même cation à la même concentration et son utilisation réduit ainsi les frais d'électricité. Dans la production du gel RD par le procédé selon l'invention, on utilise un anion d'un acide fort tel qu'un sulfate ou un nitrate.

L'anion est généralement ajouté à la solution du silicate sous la forme d'un sel d'un métal alcalin, comme un sel de sodium ou de potassium ou d'un sel d'ammonium. De préférence, on emploie un sel du même métal alcalin que celui présent dans le silicate d'un métal alcalin. Le sel peut également être incorporé dans la solution de l'anolyte, en ajoutant une source d'un anion non siliceux pouvant former le sel sur place. Par exemple, on peut amener du carbonate et/ou du bicarbonate de sodium dans la solution de l'anolyte en ajoutant du gaz carbonique.

La concentration en sel employée variera selon le degré souhaité de conductivité et la porosité de l'hydrogel. Des concentrations accrues en sel donnent une conductivité accrue, mais il faut plus de courant pour produire le même poids de l'hydrogel de silice tandis que la quantité du métal alcalin dans la solution augmente. Les demandes accrues en courant sont contrebalancées économiquement par l'augmentation de récupération de l'hydroxyde du métal alcalin. Les tendances relatives des ions dans l'anolyte à entraîner le courant dépendant de leur concentration relative et les concentrations en ions silicates et hydroxyles dépendent du pH de l'anolyte. La concentration en sel est ainsi choisie pour produire un équilibre des anions de sel, des ions de silicate et des ions hydroxyles pour entraîner le courant. On a trouvé qu'une concentration en sel d'au moins environ 0,1N était généralement nécessaire pour obtenir une conductivité suffisante et déposer l'hydrogel de silice sur l'anode dans le procédé selon l'invention. Des valeurs de concentration de l'ordre de 0,01N à environ 0,25N sont préférées pour équilibrer la demande en courant et la conductivité.

Le catholyte aqueux peut être tout électrolyte aqueux compatible avec les ions de métal alcalin et la membrane et ayant une conductivité suffisante pour le fonctionnement de la cellule. Le catholyte est généralement une solution d'au moins un hydroxyde d'un métal alcalin. De préférence, l'hydroxyde d'un métal alcalin utilisé est de l'hydroxyde de sodium. L'hydroxyde d'un métal alcalin est généralement présent dans la solution en une quantité de l'ordre de 1 à environ 30% en poids, de préférence de l'ordre de 5% en poids, au début du fonctionnement de la cellule. La concentration de la solution d'hydroxyde augmentera pendant le fonctionnement jusqu'à une valeur de l'ordre de 25 à environ 35% en poids. Le catholyte est habituellement une solution de l'hydroxyde du même métal alcalin

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que celui présent dans l'anolyte pour donner une solution concentrée de l'hydroxyde comme sous-produit du procédé.

Les électrodes utilisées dans la cellule d'électrodialyse peuvent être fabriquées en tous matériaux appropriés qui sont chimiquement résistants à la solution de l'anolyte, à l'oxygène libéré sur l'anode, à la solution du catholyte, et à l'hydrogène libéré sur la cathode. L'anode se compose de préférence d'un métal du groupe platine, d'un oxyde métallique ou d'un mélange et elle se compose de préférence d'un revêtement conducteur de ces matériaux sur un substrat en métal tel que du titane, du tantale, du zirconium, du niobium, du hafnium ou leurs mélanges. Une anode particulièrement appropriée se compose d'un oxyde d'un métal du groupe platine en revêtement sur un substrat en titane. Les types préférés d'anodes sont décrits, par exemple, dans les brevets US Nos 3778307 et 3711385. La cathode peut se composer de matériaux ferreux comme du fer, de l'acier ou de l'acier inoxydable; du nickel, ou un alliage de nickel. Les électrodes sont habituellement utilisées sous la forme d'une feuille ou d'une tige cylindrique.

Les membranes à perméabilité sélective aux cations, utilisées dans la présente invention, permettent aux cations de les traverser du compartiment d'anode au compartiment de cathode, tout en empêchant le passage des anions d'un compartiment à l'autre. La membrane peut se composer de toute résine échangeuse de cations commercialisée, pouvant résister chimiquement aux électrolytes utilisés dans la cellule et ayant une faible valeur de résistance pour donner une forte efficacité de courant et une durée de vie suffisante pour un fonctionnement commercial de la cellule. Les membranes appropriées comprennent généralement une pellicule d'un polymère ou co-polymère vinylique sulfoné. Typiquement, la pellicule est imprégnée sur un organe de renforcement inerte et électriquement non conducteur, comme une étoffe tissée ou non tissée faite de fibres d'amiante, de verre, de Téflon ou analogues.

Un type de membrane que l'on peut utiliser dans la présente invention est une pellicule mince d'une résine échangeuse de cations comprenant un copolymère fluoré ayant des groupes acides sulfoni-ques pendants avec les unités récurrentes de structure:

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-C-CF2 (1)

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(R)n

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so3h

-CXX'-CF2-, (2)

Dans la formule 1, R représente le groupe R'

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—CF—CF2—O-f CFY—CF2—0-)-m où R' est du fluor ou un perfluoroalcoyle de 1 à 10 atomes de carbone, Y est du fluor ou du trifluorométhyle, m est 1, 2 ou 3 et n est 0 ou 1. Dans la formule 2, X est du fluor, du chlore, du trifluorométhyle ou de l'hydrogène; X' est X ou CF3 -f CF2 -)-aO—, où a est 0 ou un nombre entier de 1 à 5. Le pourcentage molaire de l'unité récurrente de structure de formule 1 est compris entre 3 et 20%. Des résines échangeuses d'ions de ce type sont décrites dans le brevet britannique N° 1184321. Des résines échangeuses d'ions semblables, qui sont des copolymères de fluorure trifluorovinyl sulfonique et de fluoroéthylènes, d'éthers vinyliques fluorocarburés contenant des groupes acides sulfoniques ou leurs dérivés et de fluoroéthylènes, d'acides trifluorovinyl sulfoniques et de fluoroéthylènes, sont décrites dans les brevets US N°s 3041317, 3282875 et 3624053, respectivement. Des résines échangeuses d'ions de ce type sont commercialisées par E.I. Du Pont de Nemours and Co., sous la dénomination commerciale Nafion.

Un second type de membrane se compose d'une pellicule poly-mérique ayant des groupes acides sulfoniques pendants. La pellicule est préparée par la polymérisation d'un composé polyvinylique aromatique et d'un composé monovinylique aromatique dans un solvant organique inerte dans des conditions empêchant l'évapora-tion du solvant et la sulfonation du produit. On peut citer, comme composés polyvinyliques aromatiques, les divinylbenzènes, les divinyltoluènes et composés aromatiques polymérisables semblables qui sont polyfonctionnels par rapport aux groupes vinyliques. Le composé monovinylique aromatique qui sera généralement l'impureté présente dans les composés polyvinyliques aromatiques de qualité commerciale peut être du styrène, des vinyltoluènes isoméri-ques, des vinylnaphtalènes, des vinyléthylbenzènes, des vinylxylènes et leurs dérivés alcoyles a-substitués comme de l'a-méthylvinyl-benzène. Ces polymères sont sulfonés au point qu'il n'y a pas plus de quatre équivalents des groupes acides sulfoniques formés pour chaque mole du composé polyvinylique aromatique dans le polymère et pas moins d'un équivalent du groupe acide sulfonique formé pour 10 mol du composé poly- et monovinylique aromatique dans le polymère. Ces résines échangeuses d'ions sont mieux décrites dans le brevet US N° 2731411. Les résines échangeuses d'ions de ces polymères contenant des groupes fonctionnels des radicaux acide sulfonique et acide carboxylique sont décrites dans le brevet US N° 3887499. Les membranes de ce type sont commercialisées par Ionics, Inc., sous la dénomination commerciale Ionics CR6.

L'électrodialyse, dans le procédé selon l'invention, peut être entreprise en utilisant une densité de courant constante ou une tension constante. Dans des opérations durant moins d'environ 8 h, on emploie généralement une densité constante de courant d'anode de l'ordre de 0,0155 à environ 0,31 A/cm2 de surface d'anode, en augmentant la tension appliquée à la cellule, tandis que l'électrodialyse se passe et que la résistance de la cellule augmente. Le terme surface ou aire d'anode utilisé ici est défini comme la surface de l'anode qui est immergée dans la solution de l'anolyte. Dans des opérations de plus longue durée, une tension constante de l'ordre de 5 à environ 30 V est appliquée à la cellule pour obtenir une densité initiale maximale de courant de l'ordre de 0,0155 à 0,31 A/cm2 de surface d'anode et la densité du courant d'anode diminue, tandis que l'électrodialyse se passe. Des diminutions de la densité du courant d'anode sont limitées par addition de la solution du sel et du silicate et par enlèvement du dépôt d'hydrogel de l'anode. En général, on emploie, pour produire un gel de silice de densité intermédiaire, des densités constantes ou initiales maximales de courant d'anode plus faibles de l'ordre de 0,0155 à environ 0,062 A/cm2 de surface d'anode.

Le temps pendant lequel le courant passe à travers les électrodes est variable et dépend de la quantité souhaitée, de la pureté et de la densité du dépôt d'hydrogel. Par exemple, le procédé peut être entrepris pendant des périodes comprises entre environ 3 et environ 75 h ou plus.

La solution de l'anolyte peut être introduite dans la cellule à des températures ambiantes ou elle peut être chauffée avant son introduction. Un moyen de refroidissement peut être prévu pour maintenir l'anolyte à la température souhaitée ou on peut laisser la température de l'anolyte augmenter pendant l'essai. Des températures supérieures de l'anolyte donnent des taux considérablement supérieurs de production d'hydrogel avec une diminution de la résistance de la cellule. De même, l'hydrogel produit aura un volume des pores considérablement plus faible. En général, la température de l'anolyte peut varier entre environ 10 et environ 100°C. La gamme de températures pour la production de gels RD est généralement de l'ordre de 10 à environ 80° C. La température de la solution de l'anolyte est généralement de l'ordre de 10 à environ 50° C pour la production d'un gel ID. De préférence, la température de la solution de l'anolyte est comprise entre environ 25 et environ 45° C. Quand la concentration initiale en silice dans l'anolyte est de l'ordre de 5% en poids, on chauffe généralement l'anolyte à environ 50 à 100°C pour produire de faibles quantités acceptables d'hydrogel.

L'électrolyse de la solution de l'anolyte est entreprise pour déposer l'hydrogel de silice sur l'anode. On évite une agitation sensi5

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ble de la solution de l'anolyte car, dans une électrolyse avec une telle agitation, seule une pellicule mince et serrée de silice se dépose sur l'anode avant que la résistance électrique ne devienne trop élevée pour le fonctionnement de la cellule. Par exemple, une telle pellicule mince et serrée se dépose sur l'anode quand la solution de l'anolyte est mise en circulation, entre le compartiment d'anode et un réservoir de stockage, à un débit tel que toute la solution de l'anolyte soit remplacée toutes les 2 min. Une agitation sensible empêche la formation d'une région à un pH inférieur et d'une forte concentration en anions de sel à proximité de l'anode par distribution des ions hydrogène, résultant de la réaction anodique de la décomposition de l'eau pour former de l'oxygène, et les anions de sel dans toute la solution de l'anolyte. En général, la solution de l'anolyte peut être élec-trolysée pour déposer l'hydrogel de silice sur l'anode sous une agitation correspondant à un nombre de Reynolds de moins d'environ 10 ou moins, par exemple moins d'environ 5 ou moins d'environ 1. De préférence, la solution de l'anolyte est électrolysée en l'absence sensible d'agitation. En général, la seule agitation dans le procédé selon l'invention est celle provoquée par la production de gaz oxygène à l'anode et par l'introduction de faibles quantités de solution supplémentaire de l'anolyte dans le compartiment d'anode pour maintenir le volume de l'anolyte pendant l'électrolyse. Par exemple, on peut introduire 30 ml de solution de l'anolyte dans 2 'A 1 de solution de l'anolyte dans un compartiment d'anode qui a 13,97 cm de profondeur, 16,51 cm de haut et 10,795 cm de large.

Quand la concentration initiale en silice dans la solution de l'anolyte est comprise entre environ 15 et environ 28% en poids, l'hydrogel récupéré de l'anode contient de l'ordre de 35 à environ 55% en poids d'eau. Dans toute la présente description, la teneur en eau des hydrogels et xérogels a été déterminée, comme la teneur totale en matières volatiles en poids (TV%), en mesurant la perte de poids après chauffage pendant 1 h à 955° C. Il y a environ 55 à environ 60% en poids d'eau quand la teneur initiale en silice est de l'ordre de 8 à environ 15% en poids. Ces concentrations plus faibles en silice, quand elles sont combinées à de faibles densités de courant d'anode, produisent des hydrogels contenant de l'ordre de 60 à environ 65% en poids d'eau.

L'hydrogel récupéré de l'anode contient des niveaux inférieurs du métal alcalin et de l'anion par rapport aux gels produits par les processus traditionnels de neutralisation de silicate, ainsi le lavage est inutile pour de nombreuses applications. Si l'on souhaite des niveaux supérieurs de pureté, l'hydrogel peut être lavé avec de l'eau, un fluide aqueux acide ou un fluide aqueux alcalin. Les gels de densité intermédiaire sont produits par lavage de l'hydrogel avec un milieu alcalin, comme une solution aqueuse d'ammoniaque, ayant un pH de l'ordre de 7 à 10. Des gels de densité régulière sont préparés par lavage de l'hydrogel avec de l'eau ou de l'eau acidifiée ayant un pH de l'ordre de 1 à environ 4. Afin d'induire une plus ample polymérisation de silice et de réduire le rétrécissement, ou retrait,

lors du séchage, l'hydrogel récupéré de l'anode peut être vieilli à une température comprise entre environ 32 et 82° C pendant environ 5 à environ 48 h.

Si l'on souhaite des hydrogels et xérogels particulièrement purs, la solution de l'anolyte est retirée de la cellule et remplacée par une solution aqueuse d'anolyte acide. L'anolyte acide est électrolysé pour purifier l'hydrogel. On utilise de préférence, comme anolyte acide, une solution aqueuse d'un acide fort, ou d'un acide faible, du même anion non siliceux que celui du sel dans la solution de l'anolyte. Les solutions aqueuses d'acide nitrique ou d'acide carbonique sont particulièrement préférées, car elles sont retirées lors du séchage. L'électrolyse est effectuée pour obtenir le degré souhaité d'enlèvement des ions de métaux alcalins et elle est généralement effectuée pendant au moins environ 1 h et, de préférence, de l'ordre de 1 à environ 3 h à une densité maximale constante ou initiale de courant de l'ordre de 0,00155 à 0,062 A/cm2 de surface d'anode.

L'hydrogel peut être séché par tout moyen traditionnel, comme un séchage en four, un séchage sur plateau, un séchage éclair ou un séchage par pulvérisation et broyé dans un broyeur à énergie fluide,

un broyeur à marteau, ou autre broyeur connu, à la dimension gra-nulométrique souhaitée. En général, les gels broyés ont un diamètre moyen et pondéral de particule de l'ordre de 1 à environ 40 |i.

Les gels de silice selon l'invention sont décrits en termes de leur distribution de dimension des pores, de leur capacité d'adsorption, de leur aire superficielle, de leur volume des pores, de leur diamètre moyen des pores et de leur densité apparente. Les aires superficielles et les volumes des pores ont été déterminés par la méthode d'adsorption d'azote décrite par Brunauer, Emmet et Teller, 60, «J. Am. Chem. Soc.», 309 (1938). Le procédé est effectué à un rapport P/Po de 0,967, ainsi on mesure des diamètres des pores de 14 à 600 Â. Le diamètre moyen des pores a été calculé à partir du volume des pores et de l'aire superficielle selon l'équation qui suit: diamètre moyen des

4 x volume des pores x 104 pores — ajre SUperfjCjeue

La détermination sélective du volume des pores à l'azote dans une gamme donnée de dimensions des pores a été faite en utilisant le procédé décrit par Barrett, Joyner et Halenda, 73, « J. Am. Chem. Soc.», 373 (1951). Les capacités d'absorption des xérogels selon l'invention ont été mesurées à une température de 24 à 25° C et à la pression atmosphérique, par le processus qui suit. L'hydrogel a été séché à 200° C pendant 16 h dans un four à tirage forcé, jusqu'à une teneur totale en matières volatiles de l'ordre de 5 à environ 8% en poids et a été broyé avec un mortier et un pilon. On plaça 5 g du xérogel dans un récipient relié à une source d'air à des humidités relatives variables de 10, 20, 40, 60 et 80% et des températures ambiantes de 24 à 25° C. On fit passer l'air vers le haut à travers de la laine de verre au fond du récipient et à travers le xérogel puis vers l'atmosphère. On laissa le xérogel dans le récipient pendant 6 h, puis on le pesa. Le xérogel fut alors réinséré dans le récipient pendant des intervalles de 1 h jusqu'à ce que l'on obtienne un poids constant. La capacité d'absorption fut calculée à partir du poids de l'échantillon, avant et après essai, en millilitres d'eau pour 100 g de l'échantillon ou pourcentage de capacité d'adsorption.

Les gels de silice produits selon la présente invention ont des distributions plus étroites de dimensions des pores que celles des gels préparés traditionnellement, du fait des conditions plus uniformes de gélification. Les xérogels de silice de densité intermédiaire selon l'invention ont au moins 90% du volume des pores du gel formé par des pores ayant des diamètres de l'ordre de 70 à environ 180 Â. De préférence, au moins environ 95% du volume des pores sont formés de pores ayant des diamètres de l'ordre de 70 à environ 180 Â. Les xérogels de densité intermédiaire ont également une aire superficielle de l'ordre de 250 à environ 400 m2/g, un volume des pores d'au moins environ 1,0 ml/g, de préférence de l'ordre de 1,0 à environ 1,2 ml/g, un diamètre moyen des pores de l'ordre de 120 à environ 160 Â et une densité apparente'de l'ordre de 0,35 à environ 0,40 g/ml. Du fait de la distribution étroite de dimensions des pores, les gels de silice de densité intermédiaire selon l'invention sont particulièrement utiles comme supports de catalyseurs et dans la Chromatographie. Ces gels sont également utiles, par exemple, comme agents d'aplatissement, agents antiblocage, agents épaississants et agents antiagglutination.

Les xérogels de silice de densité régulière selon l'invention ont au moins environ 85% — de préférence au moins environ 90% — du volume des pores qui est formé par des pores ayant un diamètre de moins d'environ 30 Â. De préférence, au moins environ 60% du volume des pores sont formés de pores ayant un diamètre de moins d'environ 20 Â. Du fait de la distribution étroite de dimensions des pores, les xérogels de silice de densité régulière préférés selon l'invention ont une capacité d'adsorption d'au moins environ 12% en poids à 10% en poids d'humidité relative. De préférence, ces gels ont également une capacité d'adsorption d'au moins environ 35% à 80% d'humidité relative. Ces gels ont également une aire superficielle de l'ordre de 500 à environ 1000 m2/g, un volume des pores de l'ordre de 0,35 à environ 0,50 m/g, un diamètre moyen des pores de l'ordre de 18 à environ 25 Â, et une densité apparente de l'ordre de 0,67 à environ 0,75 g/ml. Les xérogels de densité régulière, qui sont particu5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

7

645 075

lièrement préférés pour une utilisation comme agents adsorbants, ont un diamètre moyen des pores de moins d'environ 20 |i, comme un diamètre moyen des pores de l'ordre de 17 à 19 |x. Les gels de densité régulière selon l'invention sont d'excellents agents adsorbants et ils sont également utiles comme abrasifs de polissage et supports de catalyseurs.

Les exemples qui suivent décrivent plusieurs modes de réalisation illustrant l'invention. Toutes les parties et pourcentages dans les exemples sont en poids à moins que cela ne soit indiqué autrement.

Exemple 1:

Cet exemple illustre la préparation d'un hydrogel de silice en utilisant une cellule du type illustré sur le dessin, d'un xérogel de silice de densité régulière et d'un xérogel de silice de densité intermédiaire à partir de l'hydrogel. La cellule avait un compartiment central d'anode ayant 13,97 cm de profondeur, 16,51 cm de haut et 10,795 cm de large et deux compartiments terminaux de cathode, chacun ayant 13,97 cm de profondeur, 16,51 cm de haut et 5,385 cm de large. Les compartiments d'anode et de cathode étaient séparés par des membranes en Nafion de 10,16 cm de diamètre. On plaça deux anodes en platine de 5,08 sur 10,16 cm dans le compartiment central d'anode, et une cathode en acier inoxydable de 5,08 sur 10,16 cm fut placée dans chaque compartiment de cathode. 2 A 1 d'une solution contenant 10% de Si02, 3,25 parties de Si02 par partie de NazO et 2 g/1 de nitrate de sodium furent placés dans le compartiment d'anode et on plaça 11 d'une solution à 4% de soude dans les compartiments de cathode. La solution de l'anolyte avait un pH de l'ordre de 13 et une concentration en nitrate de sodium de 0,024N. Les anodes en platine et les cathodes en acier inoxydable furent reliées à une source réglable de courant continu et du courant fut appliqué à une tension continue et constante de 8 V. Le courant initial dans la cellule était de 5 A et la densité initiale de courant de 0,0242 A/cm2 de surface d'anode. On continua l'électrolyse pendant 47 'A h et la température de l'anolyte pendant l'essai était de 25 à 35°C.

Pendant l'essai, on ajouta, dans le compartiment d'anode, une ' solution de silicate de sodium contenant 10% de Si02 et 3,25 parties de Si02 par partie de Na20, selon la nécessité, pour maintenir le volume, et la solution de soude fut retirée selon la nécessité des compartiments de cathode. A la fin de l'essai, le courant avait baissé à 1,3 A et la concentration de la solution de soude avait augmenté à 12,4% NaOH.

Des anodes, on récupéra 522 g d'hydrogel de silice. L'hydrogel avait une teneur totale en matières volatiles de 61,90%, une teneur en Na20 (base sèche) de 0,024% et une teneur en SOJ (base sèche) de 0,017%. On lava une partie de l'hydrogel en le trempant dans une solution aqueuse d'ammoniaque à un pH de 10,8 pendant 12 h à 77° C. La solution d'ammoniaque fut changée deux fois pendant les trois premières heures. L'hydrogel et l'hydrogel trempé furent séchés dans un four à tirage forcé à 200° C pendant 16 h pour produire, respectivement, le xérogel de silice de densité régulière et le xérogel de silice de densité intermédiaire ayant les propriétés indiquées au tableau I.

Tableau I

Densité

régulière intermédiaire

(séché)

(lavé et séché)

TV (%)

4,93

2,26

NazO (%) (base sèche)

0,049

0,006

S04= (%) (base sèche)

0,067

0,012

Azote total (%) (base sèche)

0,007

0,020

pH

4,57

6,00

Aire superficielle (m2/g)

743,0

275,0

Volume des pores (ml/g)

0,47

1,10

Diamètre moyen des pores (Â)

25,0

159,0

Dans toute la présente description, le pH d'un hydrogel, ou d'un xérogel, a été déterminé sous la forme d'une bouillie aqueuse à 5% de l'hydrogel ou du xérogel. La distribution des pores du xérogel de densité intermédiaire est indiquée au tableau II.

Tableau II

Diamètre des pores

(Â)

Volume cumulatif des pores (cm3/g)

Pourcentage cumulatif de volume des pores

600

580

0,0002

0,02

560

0,0005

0,04

540

0,0008

0,07

520

0,0012

0,10

500

0,0039

0,35

480

0,0042

0,38

460

0,0047

0,42

440

0,0052

0,46

420

0,0055

0,49

400

0,0064

0,57

380

0,0066

0,59

360

0,0075

0,67

340

0,0075

0,67

320

0,0075

0,67

300

0,0075

0,67

280

0,0075

0,67

260

0,0081

0,72

240

0,0102

0,90

220

0,0130

1,16

200

0,0163

1,45

180

0,0338

3,01

160

0,1211

10,79

150

0,2320

20,67

140

0,4038

35,98

130

0,5560

49,53

120

0,7191

64,07

110

0,8585

88,46

90

1,0756

95,82

80

1,1225

100,00

Dans ce xérogel, 97,09% du volume de ses pores était formé de pores ayant des diamètres de 80 à 180 Â.

Exemple 2:

Cet exemple illustre, de nouveau, la préparation de xérogels de silice de densité régulière et de densité intermédiaire à partir du même hydrogel récupéré des anodes, en faisant varier les traitements après enlèvement de la cellule. Le processus de l'exemple 1 a été suivi à l'exception près que la tension continue fut appliquée à la cellule pendant 41 h. Le courant initial était de 4,1 A et la densité de courant initial de 0,0198 A/cm2 de surface d'anode. A la .fin de l'électrodialyse, le courant avait baissé à 1 A et la concentration de la solution de soude avait atteint 8,37% de NaOH, son volume s'étant accru d'environ 10% en volume. Les 426 g d'hydrogel de silice récupérés des anodes contenaient une teneur totale en matières volatiles de 62,44%, une teneur en Na20 (base sèche) de 0,013%, une teneur en SO^ (base sèche) de 0,013% et avaient un pH de 3,13. Les propriétés des xérogels produits sont indiquées au tableau III.

5

io

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

645 075

8

La distribution des pores du xérogel de densité intermédiaire est indiquée au tableau IV.

Tableau IV

Ce xérogel avait 99,18% du volume de ses pores formé de pores ayant des diamètres de 70 à 170 Â.

Exemple 3,:

On prépara de l'hydrogel de silice et des xérogels de silice de densité régulière et de densité intermédiaire selon le processus de l'exemple 1, mais avec une concentration en nitrite de sodium de 0,047N (4 g/1), la durée de l'essai était de 27,0 h et la densité initiale de courant de 0,0198 A/cm2 de surface d'anode. Les propriétés de 522,0 g d'hydrogel et de xérogel récupérés sont indiquées au tableau V.

2,57 0,015 0,005 0,035 6,23 290,0 1,02 140,0

La récupération de la même quantité ou d'une quantité plus importante d'hydrogel en un essai de 27 h, comme dans les essais de 47,5 et de 41 h des exemples 1 et 2, a montré que l'augmentation de la concentration en sel de 0,024N (2 g/1) à 0,047N (4 g/1) augmentait le courant en augmentant la conductivité de l'anolyte. Cependant, il fallait plus de courant pour produire 1 g de silice, car la quantité de sodium dans la solution s'était également accrue.

35 Des essais en courant constant à des concentrations en nitrite de sodium comprises entre 0,059 et 0,176N (5 à 15 g/1) ont indiqué qu'une augmentation de la concentration de sel diminuait la tension à un courant constant et la teneur en soude du produit, tout en abaissant également les matières volatiles totales dans l'hydrogel.

40

Exemple 4:

Cet exemple illustre la préparation d'un xérogel de silice de densité régulière, à aire superficielle importante et très adsorbant en un essai de 5 'A h selon le processus de l'exemple 1, en utilisant une 45 concentration en silice de 20%, du sulfate de sodium à une concentration de 0,21 IN (15 g/1), un courant constant de 5 A et une densité constante de courant de 0,0242 A/cm2 de surface d'anode. La température de l'anolyte pendant l'essai était de 33 à 42° C. L'hydrogel récupéré des anodes fut lavé continuellement pendant 10 h avec une so solution aqueuse d'acide sulfurique à un pH de 3, à une température de 22° C. L'hydrogel lavé fut séché pendant 16 h à 200° C dans un four à tirage forcé. Les propriétés de l'hydrogel et des xérogels produits sont indiquées au tableau VI.

55 Tableau VI

Hydrogel

TV (%) 45,73

Na20 (%) (base sèche) 0,12

60 , ,

Densite reguliere (lavé et séché)

TV (%) 6,14

Na20 (%) 0,009

S04= (%) (base sèche) 0,056

65 pH 4,55

Aire superficielle (m2/g) 831,0

Volume des pores (ml/g) 0,45

Diamètre moyen des pores (Â) 21,0

Tableau III

Densité

régulière intermédiaire

(séché)

(lavé et séché)

TV (%) (955° C)

5,32

2,20

Na20 (%) (base sèche)

0,025

0,006

S04= (%) (base sèche)

0,035

0,060

Azote total (%) (base sèche)

0,020

0,061

PH

4,16

6,12

Aire superficielle (m2/g)

798,0

295,0

Volume des pores (ml/g)

0,45

1,11

Diamètre moyen des pores (Â)

22,0

150,0

Diamètre des pores

(Â)

Volume cumulatif des pores (cm3/g)

Pourcentage cumulatif de volume des pores

600

580

—

560

—

540

—

— •

520

—

500

—

480

—

460

—

440

0,0009

0,09

420

0,0009

0,09

400

0,0012

0,11

380

0,0012

0,11

360

0,0013

0,12

340

0,0019

0,18

320

0,0025

0,23

300

0,0025

0,23

280

0,0025

0,23

260

0,0028

0,26

240

0,0038

0,35

220

0,0059

0,54

200

0,0074

0,69

180

0,0099

0,92

160

0,0136

1,27

150

0,0263

2,44

140

0,0533

4,95

130

0,0988

9,17

120

0,2287

21,23

110

0,3977

36,91

100

0,7102

65,93

90

0,9320

86,51

80

1,0438

96,89

70

1,0773

100,00

Tableau V

Hydrogel

TV (%) 63,03

Na20 (%) (base sèche) 0,030

S04= (%) (base sèche) 0,005

Densité régulière (séché)

TV (%) 5,74

NazO (%) (base sèche) 0,098

S04= (%) (base sèche) 0,014

Azote total (%) (base sèche) 0,018

pH 4,56

Aire superficielle (m2/g) 790,0

Volume des pores (ml/g) 0,41

Diamètre moyen des pores (Â) 20,0

Densité intermédiaire (lavé et séché) TV (%)

Na20 (%) (base sèche) S04= (%) (base sèche)

Azote total (%) (base sèche)

pH

Aire superficielle (m2 /g)

Volume des pores (ml/g) Diamètre moyen des pores (Â)

9

645 075

Adsorption d'eau

Humidité relative (%) 10 20 40 60 80.

Millilitres d'eau adsorbèe Adsorption d'eau pour 100 g de gel 14,66 23,63 30,44 34,78 35,80

La plus forte concentration en sel, la plus forte concentration en silice, les plus fortes températures de l'anolyte et le lavage acide ont pour résultat un xérogel de densité régulière ayant une plus forte ad-sorption d'eau à des humidités relatives faibles.

Exemple 5:

Cet exemple illustre la préparation d'un xérogel desséchant de densité régulière selon le processus de l'exemple 1, entrepris à un courant constant de 10 A. Les autres conditions de l'essai et les propriétés de l'hydrogel et du xérogel sont indiquées au tableau VII.

Tableau VII

Hydrogel TV (%)

Na20 (%) (base sèche)

Densité régulière (séché)

TV (%)

Na20 (%) (base sèche) S04= (%) (base sèche)

pH

Aire superficielle (m2/g) Volume des pores (ml/g) Diamètre moyen des pores (Â)

Humidité relative (%) 10 20 40 60 80

Millilitres d'eau adsorbèe pour 100 g de gel 13,61 23,89 30,83 35,46 37,93

47,40 25 0,25

6,40 0,02 0,074 5,32 792,0 0,40 20,0

Conditions

Concentration en nitrate de sodium 0,118N ( 10 g/1)

Concentration en Si02 (%) 20,0

Température de l'anolyte (°C) 40 (environ)

Densité de courant (A/cm2 de surface d'anode) 0,0465

Durée de l'essai (h) 8,0

L'aire superficielle, le volume des pores et l'adsorption d'eau du xérogel sont sensiblement équivalents à ceux du xérogel de l'exemple 4 préparé avec du nitrite de sodium à une concentration plus faible. Les xérogels RD des exemples 4 et 5 présentaient des capacités d'adsorption d'au moins environ 12 à 10% d'humidité relative, d'au moins environ 20 à 20% d'humidité relative, d'au moins environ 28 à 40% d'humidité relative, d'au moins environ 30 à 60% d'humidité relative et d'au moins environ 35 à 80% d'humidité relative.

Exemple 6:

Trois xérogels de silice de densité régulière ont été préparés selon le processus de l'exemple 1 en utilisant une électrolyse avec un anolyte aqueux d'acide nitrique pour purifier l'hydrogel. La concentration en silice était de 25% et la concentration en nitrate de sodium de 0,176N (15 g/1). Les autres conditions de l'essai et les distributions des pores des produits sont indiquées au tableau VIII. La distribution des pores d'un xérogel de silice traditionnel de densité régulière est également indiquée sur le tableau dans des buts de comparaison.

Tableau VIII

Xérogel de silice RD traditionnel

Essai 1

Essai 2

Essai 3

Diamètre des pores

(Â)

Volume cumulatif des pores (cm3/g)

Pourcentage cumulatif de volume des pores

Diamètre des pores

(Â)

Volume cumulatif des pores (cm3/g)

Pourcentage cumulatif de volume des pores

Diamètre des pores

(Â)

Volume cumulatif des pores (cm3/g)

Pourcentage cumulatif de volume des pores

Diamètre des pores

(Â)

Volume cumulatif des pores (cm3/g)

Pourcentage cumulatif de volume des pores

600

0,0

600

0,01

600

0,0

580

0,0005

0,13

580

—

580

—

0,01

580

0,0001

0,02

560

0,0011

0,26

560

—

560

—

0,01

560

0,0002

0,05

540

0,0016

0,38

540

—

540

—

0,01

540

0,0003

0,07

520

0,0021

0,51

520

—

520

—

0,01

520

0,0005

0,10

500

0,0028

0,67

500

—

500

—

0,01

500

0,0007

0,15

480

0,0029

0,69

480

0,0004

0,10

480

—

0,01

480

0,0009

0,20

460

0,0030

0,72

460

0,0004

0,10

460

—

0,01

460

0,0012

0,25

440

0,0031

0,75

440

0,0004

0,10

440

—

0,01

440

0,0013

0,28

420

0,0033

0,78

420

0,0004

0,10

420

—

0,01

420

0,0013

0,28

400

0,0035

0,83

400

0,0004

0,10

400

—

0,01

400

0,0013

0,29

380

0,0037

0,89

380

0,0004

0,10

380

—

0,01

380

0,0014

0,30

360

0,0039

0,94

360

0,0004

0,10

360

—

0,01

360

0,0014

0,31

340

0,0041

0,99

340

0,0004

0,10

340

—

0,01

340

0,0014

0,31

320

0,0045

1,07

320

0,0004

0,10

320

—

0,01

320

0,0015

0,32

300

0,0049

1,17

300

0,0004

0,10

300

—

0,01

300

0,0016

0,34

280

0,0053

1,28

280

0,0004

0,10

280

—

0,01

280

0,0016

0,35

260

0,0059

1,41

260

0,0004

0,10

260

—

0,01

260

0,0017

0,37

240

0,0064

1,53

240

0,0004

0,10

240

—

0,01

240

0,0018

0,39

220

0,0073

1,74

220

0,0004

0,10

220

—

0,01

220

0,0019

0,41

645 075

10

Tableau Vili (suite)

Xérogel de silice RD traditionnel

Essai 1

Essai 2

Essai 3

Diamètre des pores

(Â)

Volume cumulatif des pores (cm3/g)

Pourcentage cumulatif de volume des pores

Diamètre des pores

(Â)

Volume cumulatif des pores (cm3/g)

Pourcentage cumulatif de volume des pores

Diamètre des pores

(À)

Volume cumulatif des pores (cm3/g)

Pourcentage cumulatif de volume des pores

Diamètre des pores

(Â)

Volume cumulatif des pores (cm3/g)

Pourcentage cumulatif de volume des pores

200

0,0079

1,88

200

0,0004

0,10

200

0,01

200

0,0020

0,44

180

0,0081

1,92

180

0,0004

0,10

180

—

0,01

180

0,0022

0,47

160

0,0085

2,02

160

0,0004

0,10

160

—

0,01

160

0,0025

0,55

150

0,0087

2,08

150

0,0004

0,10

150

—

0,01

150

0,0029

0,62

140

0,0090

2,15

140

0,0004

0,10

140

—

0,01

140

0,0032

0,68

130

0,0093

2,21

130

0,0004

0,10

130

—

0,01

130

0,0035

0,75

120

0,0098

2,35

120

0,0004

0,10

120

—

0,01

120

0,0040

0,87

110

0,0103

2,45

110

0,0004

0,10

110

—

0,01

110

0,0045

0,98

100

0,0110

2,62

100

0,0004

0,10

100

—

0,01

100

0,0050

1,08

90

0,0119

2.85

90

0,0004

0,10

90

0,0018

0,46

90

0,0055

1,20

80

0,0132

3,14

80

0,0004

0,10

80

0,0033

0,84

80

0,0062

1,34

70

0,0150

3,57

70

0,0004

0,10

70

0,0069

1,74

70

0,0075

1,62

60

0,0172

4,09

60

0,0004

0,10

60

0,0100

2,53

60

0,0093

2,01

50

0,0203

4,85

50

0,0004

0,10

50

0,0145

3,66

50

0,0125

2,70

40

0,0276

6,59

40

0,0004

0,10

40

0,0230

5,81

40

0,0178

3,85

30

0,0941

22,45

30

0,0099

2,31

30

0,0462

11,66

30

0,0386

8,34

20

0,2264

53,99

20

0,1173

27,26

20

0,1519

38,36

20

0,1638

35,42

18

0,2652

63,25

18

0,1701

39,52

18

0,2003

50,61

18

0,2156

46,62

16

0,3059

72,97

16

0,2264

52,60

16

0,2531

63,95

16

0,2787

60,26

14

0,3801

90,66

14

0,3189

74,09

14

0,3357

84,80

14

0,3740

80,88

Conditions

Tension (V)

—

6

8

Densité de courant

(A/cm2

de surface d'anode)

0,00294-0,0164

0,00294-0,0155

0,00589-0,0363

Température de l'anolyte (°C)

28

35

Durée de

'essai (h)

21

23

24

Electrolyse acide

Acide nitrique pH

1,59

1,65

Durée (h)

3

1

2

Chacun des nouveaux xérogels de silice de densité régulière avait au moins 85% du volume de leurs pores composé de pores ayant moins de 30 Â de diamètre, au moins 60% composé de pores ayant moins de 20 Â de diamètre, au moins 50% composé de pores ayant moins de 18 Â et au moins 35% de pores ayant moins de 16 Â. Le xérogel traditionnel a 77,5% du volume de ses pores composé de pores ayant moins de 30 Â et 46,01% de ses pores ayant moins de 20 Â.

Exemple 7:

Un essai fut entrepris pendant 108 h dans la cellule de l'exemple 1 avec un catholyte aqueux de soude sur une base de 11 h de marche et 1 h d'arrêt, ainsi la cellule fonctionna pendant 99 h. Le compartiment d'anode fut rempli d'une solution d'anolyte de silicate de sodium et de nitrate de sodium ayant une teneur en silice de 20%, un rapport Si02/Na20 de 3,25, un pH de 11,5 et une concentration en nitrate de sodium de 0,118N (10 g/1). Une tension constante de 12 V fut appliquée à la cellule et la densité initiale de courant était de 0,031 A/cm2 de surface d'anode. Une solution de silicate de sodium contenant 25,7% de Si02 et 10 g de nitrate de sodium fut ajoutée au compartiment d'anode selon la nécessité pour maintenir le volume.

La température de l'anolyte était environ de 45° C.

L'hydrogel fut retiré neuf fois, lavé et analysé. On lava la moitié 50 des échantillons d'hydrogel avec une solution aqueuse d'acide nitrique à un pH de 3 et à 22° C et l'autre moitié à 60° C. Ces hydrogels furent séchês dans un four à tirage forcé à 200°C pendant 16 h. Les propriétés des neuf échantillons d'hydrogel et des cérogels produits de densité régulière sont données au tableau IX. 55 ( Tableau en page suivante)

La concentration en silice dans la solution de silicate de sodium augmenta pendant le fonctionnement de la cellule de 20 à 25% de Si02 et, en conséquence, la teneur totale en matières volatiles 60 diminua de 42 à 38%. Une balance des matériaux autour de la cellule électrolytique pendant le fonctionnement d'une semaine montra qu'environ un tiers du matériau quittait la cellule par évapo-ration. Cette perte par évaporation explique l'augmentation de la concentration en silice de la solution de silicate. Tous les échantil-«5 Ions avaient une forte pureté et une aire superficielle importante. Les petits diamètres moyens des pores compris entre 18 et 21 Â donnaient une excellente adsorption d'eau, en particulier aux plus faibles humidités relatives.

li

Tableau IX

645 075

Echantillon

A

B

C

D

E

F

G

H

J

Moyenne

Hydrogel

TV (%)

41,9

40,7

46,5

39,9

—

41,0

39,7

37,6

37,9

40,6

Na20 (%) (base

sèche)

0,19

0,22

0,16

0,30

—

0,34

0,60

0,45

0,68

0,37

Densité régulière

(lavé et séché)

Température de

lavage (°C)

22

60

22

60

22

60

22

60

22

—

TV (%)

5,99

7,05

6,24

6,49

5,81

6,33

5,86

5,63

5,81

6,13

Na20 (%) (base

sèche)

0,0044

0,013

0,022

0,0045

0,0064

0,002

0,052

0,004

0,0064

0,012

S04= (%) (base

sèche)

0,067

0,070

0,042

0,13

0,083

0,073

0,046

0,48

0,083

0,12

Azote total (%)

(base sèche)

0,0044

0,013

0,022

0,0045

0,0064

0,002

0,052

0,004

0,0064

0,012

pH

4,72

5,04

5,38

5,53

5,42

5,50

5,40

5,53

5,25

Aire superficielle

(m2/g)

850

878

847

860

832

796

799

860

842

Volume des pores

(ml/g)

0,44

0,47

0,45

0,44

0,43

0,38

0,40

0,42

Diamètre moyen

des pores (Â)

20

21

20

18

19

20

Adsorption d'eau

Humidité relative

Millilitres d'eau adsorbèe pour 100 g de gel

(%)

10

12,78

7,09

12,76

12,64

13,52

13,49

12,09

12,96

13,52

12,32

20

22,80

22,27

23,06

22,05

23,19

23,62

21,50

21,80

23,19

22,61

40

27,17

32,96

33,10

32,67

32,81

31,62

29,74

31,04

32,81

31,55

60

41,50

41,26

41,57

40,40

41,19

37,49

36,09

37,76

41,19

39,83

80

44,47

43,73

44,58

45,35

42,01

40,43

37,62

39,94

42,01

42,27

Exemple 8:

Pour illustrer l'effet de la densité de courant sur le volume des pores, on répéta l'exemple 1 qui avait été effectué pendant 47 Vz h à une densité initiale de courant de 0,0242 A/cm2 de surface d'anode et à un courant initial de 5 A, mais pendant 23 h et à un courant initial de 18 A et à une densité initiale de courant de 0,0868 A/cm2 de surface d'anode. La température de l'anolyte dans cet exemple était de 80°C et non pas de 25 à 35°C comme à l'exemple 1. Les propriétés de l'hydrogel et du xérogel produits à cet exemple et à l'exemple 1 sont indiquées au tableau X.

Tableau X

55

60

65

Les résultats du volume des pores montrent qu'il faut une faible densité de courant et une faible température de l'anolyte pour produire un xérogel de densité intermédiaire à la même concentration de 10% de silice et à la concentration en nitrate de sodium à 0,024N (2 g/1).

Exemple 9:

Cet exemple illustre l'effet de la variation de la température de l'anolyte sur le processus de l'exemple 1 et la qualité du produit. Des expériences ont été entreprises en utilisant une tension constante de 8 V et une solution de silicate de sodium ayant une concentration en silice de 10% et une concentration en nitrate de sodium de 0,024N (2 g/1). Les hydrogels furent séchés dans un four à tirage forcé à 200' C pendant 16 h. Les résultats indiqués au tableau XI démontrent que les taux de production sont considérablement plus élevés à des températures plus élevées de l'anolyte, mais que les teneurs en soude et en sulfate augmentent au-dessus de 70° C. La teneur totale en matières volatiles de l'hydrogel et, ainsi, le volume maximal des pores que l'on peut obtenir du gel séché, quand il est retiré de la cellule électrolytique, sont fortement affectés par la température. Par exemple, TV est de 46% à 90 C et de 62% à 30-35" C.

( Tableau en page suivante)

Exemple 10:

Cet exemple illustre l'effet d'une agitation sensible de la solution de l'anolyte dans le processus de l'exemple 1 utilisant du sulfate de sodium comme sel. Neuf essais ont été entrepris avec recirculation de la solution de l'anolyte entre le compartiment d'anode et un réci-

Conditions de procédé

Exemple 8

Exemple 1

Hydrogel

TV (%)

48,0

61,9

Xérogel (séché)

TV (%)

2,42

2,26

Na20 (%) (base sèche)

0,019

0,006

S04= (%) (base sèche)

0,007

0,012

Azote total (%) (base sèche)

0,017

0,020

pH

5,89

6,00

Aire superficielle (m2/g)

223,0

275,0

Volume des pores (ml/g)

0,84

1,10

Diamètre moyen des pores (Â)

151,0

159,0

645 075 12

Tableau XI Effets de la température de l'anolyte

Température approximative de l'anolyte (°C)

Courant* (A)

Densité de courant (A/cm2 de surface d'anode)**

Durée de l'essai (h)

90 13,3

0,065 6,8

70 11,0

0,0527 13,5

50 8,0

0,0387

30-35 6,1**

0,0294 6

25 5,8

0,0279 24

Hydrogel Quantité récupérée des anodes

(g/h)

TV (%)

NazO (%) (base sèche) SO|° (%) (base sèche)

pH

17,6 46,02 0,12 0,067 2,32

12.2

48.03 0,18 0,006 2,61

54,44 0,049 0,022 2,64

19,2 61,65 0,024 0,055 2,68

14,9 62,6 0,094 0,051 2,33

Densité régulière (séché) TV (%)

Na20 (%) (base sèche) S04= (%) (base sèche)

. Azote total (%) (base sèche) Aire superficielle (m2/g)

pH

Volume des pores (ml/g) Diamètre moyen des pores (Â)

8,02 0,17 0,13 0,013 530 4,14 0,55 41

5,87 0,21 0,053 0,040 688 3,92 0,61 35

6,22 0,20 0,061 0,016 778 3,88 0,46 24

5,11 0,044 0,032 0,014 760 3,95 0,46 24

5,54 0,074 0,035 0,017 653 4,12 0,36 21

Adsorption d'eau Humidité relative (%)

Millilitres d'eau adsorbèe pour 100 g de gel

10 20 40 60 80

4,27 6,71 12,61 22,37 31,90

7,10 9,71 17,19 36,08 40,76

—

7,30 11,20 28,72 33,13 41,56

8,36 13,53 27,51 35,30 37,97

* Comme les expériences ont été effectuées à une tension constante, le courant et la densité de courant sont les valeurs au début de l'essai.

** Estimée.

pient de stockage, ainsi toute la solution de l'anolyte dans le compartiment d'anode fut remplacée toutes les 2 min. A chaque essai, une mince pellicule serrée de silice se plaqua sur l'anode et la résistance électrique augmenta rapidement. Ainsi, seules des couches minces purent être préparées, car la résistance électrique devint trop élevée pour une couche épaisse. La silice récupérée avait une forte teneur en Na20. Un essai typique est représenté au tableau XII.

Tableau XII

TV (%) 50,75 Silice séchée

TV (%) 3,99

Na20 (%) (base sèche) 3,75

S04= (%) (base sèche) 1,49

Aire superficielle (m2/g) 253,0

Volume des pores (ml/g) 0,31

Diamètre moyen des pores (Â) 49,0

Conditions 65

Concentration en sulfate de sodium 0,41N (10 g/1)

Concentration en SiOz (%) 15

Durée de l'essai (h) 0,5

Tension (V) 15

Densité de courant (A/cm2 de surface d'anode) 0,0242

Exemple II:

Cet exemple illustre l'effet de la concentration en silice dans la solution de l'anolyte en utilisant du sulfate de sodium à une concentration de 0,141N (10 g/1). Quatre essais ont été effectués selon le processus de l'exemple 1, toutes les variables étant maintenues constantes à l'exception de la concentration en silice et de la durée de l'essai. Le courant et la densité de courant furent maintenus respectivement à 5 A et 0,0242 A/cm2 de surface de l'anode. Les échantillons d'hydrogel furent rincés avec de l'eau désionisée après enlèvement de la cellule, mais ne furent pas lavés. Les concentrations en silice et les propriétés de l'hydrogel et du xérogel séché sont indiquées au tableau XIII.

( Tableau en page suivante )

La concentration en silice affecte deux propriétés de l'hydrogel. A des concentrations plus faibles en silice, la tension pour obtenir un courant de 5 A est plus faible qu'à des concentrations supérieures, car la résistance électrique de la solution est réduite. Des concentrations plus faibles en silice augmentent également la teneur en eau de l'hydrogel récupéré de l'anode et ainsi le volume des pores du xérogel.

55

13

645 075

Tableau XIII Effets de la concentration en silice dans l'anolyte

Concentration en silice (%)

10

15

20

25

Hydrogel TV

TV (%) .

59,25

51,37

48,77

42,94

Tension* (V)

9,0

12,6

13,0

15,3

Durée de l'essai (h)

3,4

5,5

5,0

4,0

Xérogel(séché)

Na20 (%) (base sèche)

3,22

0,21

0,40

0,74

S04= (%) (base sèche)

—

3,16

2,15

0,93

pH

1,76

1,95

2,30

3,15

* Comme les essais ont été entrepris à un courant constant, la tension donnée est la tension initiale minimale.

Exemple 12:

Cet exemple illustre l'utilisation de sulfate d'ammonium comme sel dans la solution de l'anolyte dans le processus de l'exemple 1. Les propriétés du xérogel produit de densité régulière, après séchage sans lavage, et les conditions de l'essai sont indiquées au tableau XIV.

Tableau XIV

Xérogel (séché)

TV (%)

Na20 (%) (base sèche)

S04 (%) (base sèche) 3,81

pH 1,95

Aire superficielle (m2/g) 735

Volume des pores (ml/g) 0,39

Diamètre moyen des pores (Â) 21

Conditions

Concentration de sulfate d'ammonium 0,150N (8 g/1)

Concentration en Si02 (%) 20

Densité de courant (A/cm2 de surface d'anode) 0,0242

Durée de l'essai (h) 6,0

Des essais semblables ont été entrepris en utilisant des solutions d'anolyte contenant du nitrite de sodium, du carbonate de sodium, du citrate de sodium, du silicofluorure de sodium, de l'oxalate d'ammonium, du fluorure de sodium, du Chromate de sodium et des mélanges de nitrate de sodium et de silicofluorure d'ammonium et de nitrate de sodium et de fluorure de sodium.

20 On trouva que l'utilisation de sulfate de sodium, de nitrate de sodium, de nitrite de sodium et de sulfate d'ammonium donnait des gels de silice de densité régulière ou de densité intermédiaire selon les autres variables du procédé. L'utilisation des autres sels donnait des gels de silice de densité intermédiaire.

25 Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combi-7,28 naisons si celles-ci sont exécutées suivant son esprit et mises en 0,27 30 œuvre dans le cadre de la protection comme revendiquée.

1 feuille dessin

Claims

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1. Procédé de préparation d'un gel de silice, caractérisé en ce qu'il consiste à électrolyser une solution aqueuse d'un anolyte d'un silicate d'un métal alcalin et un sel d'un anion non siliceux à une concentration d'au moins 0,0IN dans une cellule ayant une membrane à perméabilité sélective aux cations séparant l'anolyte et tine solution aqueuse d'un catholyte, pour déposer un hydrogel de silice sur une anode de ladite cellule et récupérer l'hydrogel de silice de ladite anode.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la concentration en silice dans la solution de l'anolyte est comprise entre 5 et 30% en poids, particulièrement entre 8 et 28% en poids.

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REVENDICATIONS

3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le pH de la solution de l'anolyte est d'au moins 10, particulièrement au moins 12.

4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la solution de l'anolyte a un rapport pondéral silice/oxyde d'un métal alcalin de 1:1 à 4:1, spécialement de 3,25:1.

5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le sel est un sel neutre d'un acide fort, un sel basique d'un acide faible ou un sel acide d'une base faible, sel dans lequel Fanion est entre autres un nitrate, un nitrite, un carbonate, un bicarbonate, un sulfate, un sulfamate, un borate, un acétate, un citrate, un Oxalate, un silico-fluorure, un chlorure, un sulfosalicylate, un fluorure, un phosphate ou leurs mélanges, et le cation est l'ammonium ou un métal alcalin.

6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que le sel est un sel du même métal alcalin que celui présent dans le silicate d'un métal alcalin.

7. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le sel est à une concentration de 0,01 à 0,25N.

8. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le catholyte aqueux est une solution aqueuse d'au moins un hydroxyde d'un métal alcalin, particulièrement une solution aqueuse d'un hydroxyde du même métal alcalin que celui présent dans le silicate d'un métal alcalin.

9. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'anode se compose d'un revêtement conducteur d'un métal du groupe platine, d'un oxyde métallique ou d'un mélange sur un substrat en métal de titane, tantale, zirconium, niobium, hafnium ou leurs mélanges et en ce que la cathode se compose de fer, acier, acier inoxydable, nickel ou un alliage de nickel.

10. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la solution de l'anolyte est électrolysée à une densité de courant comprise entre 0,0155 et 0,31 A/cm2 de surface d'anode et en ce que la température de l'anolyte est comprise entre 10 et 100"C, particulièrement entre 25 et 45: C.

11. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'hydrogel récupéré est vieilli à une température comprise entre 32 et 82°C pendant 5 à 48 h.

12. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste à laver l'hydrogel récupéré avec de l'eau, un fluide acide aqueux ou un fluide alcalin aqueux, particulièrement avec un fluide acide aqueux ou avec un fluide alcalin aqueux.

13. Procédé selon l'une des revendications 1,11 ou 12, caractérisé en ce qu'il consiste à sécher l'hydrogel récupéré et lavé.

14. Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce que la concentration en silice dans la solution de l'anolyte est comprise entre 8 et 15% en poids, la température de la sôlution de l'anolyte est comprise entre 10 et 50° C et la solution de l'anolyte est électrolysée à une densité de courant comprise entre 0,0155 et 0,062 A/cm2 de surface d'anode.

15. Procédé selon l'une des revendications 12 ou 13, caractérisé en ce que la concentration en silice dans la solution de l'anolyte est comprise entre 15 et 28%, la température de la solution de l'anolyte est comprise entre 10 et 80°C et la solution de l'anolyte est électrolysée à une densité de courant comprise entre 0,0155 et 0,31 A/cm2 de surface d'anode.

16. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste à retirer la solution de l'anolyte de la cellule et à électrolyser une solution aqueuse d'anolyte acide, particulièrement une solution aqueuse de l'anion non siliceux, plus particulièrement une solution aqueuse d'acide nitrique ou d'acide carbonique, dans la cellule, pendant au moins 1 h pour purifier l'hydrogel, particulièrement pendant 1 à 3 h à une densité de courant de 0,00155 à 0,062 A/cm2.

17. Procédé de préparation d'un xérogel de silice, caractérisé en ce qu'il consiste à électrolyser, pratiquement en l'absence d'agitation, une solution aqueuse d'un anolyte de silicate de sodium et d'un sel choisi dans le groupe consistant en nitrate de sodium et sulfate de sodium, ladite solution ayant une concentration en silice de 8 à 28% en poids, une concentration en sel de 0,01 à 0,25N, une température de 25 à 45° C, et un pH d'au moins 12, dans une cellule ayant une membrane à perméabilité sélective aux cations, séparant l'anolyte et une solution d'un catholyte de soude aqueuse, pour déposer de l'hydrogel de silice sur une anode de la cellule, à récupérer l'hydrogel de l'anode et à sécher l'hydrogel pour produire le xérogel de silice.

18. Xérogel de silice de densité régulière, caractérisé en ce qu'il est préparé par le procédé selon la revendication 17 et en ce qu'il a au moins 85% du volume de ses pores qui est formé de pores ayant un diamètre de moins de 30 Â.

19. Xérogel de silice selon la revendication 18, caractérisé en ce qu'au moins 90% du volume de ses pores est formé de pores ayant un diamètre de moins de 30 Â, particulièrement de moins de 20 Â.

20. Xérogel selon la revendication 18, caractérisé en ce qu'il a une capacité d'adsorption d'au moins 12 à 10% d'humidité relative ou d'au moins 35 à 80% d'humidité relative.

21. Xérogel selon la revendication 18, caractérisé en ce qu'il a une aire superficielle de 500 à 1000 m2/g, un volume des pores de 0,35 à 0,50 ml/g, un diamètre moyen des pores de 18 à 25 Â, et une densité apparente de 0,67 à 0,75 g/ml.

22. Xérogel selon la revendication 18, caractérisé en ce qu'il a un diamètre moyen des pores de moins de 20 Â, particulièrement un diamètre moyen des pores de 17 à 19 Â.

23. Xérogel de silice de densité intermédiaire, caractérisé en ce qu'il est préparé par le procédé selon la revendication 17 et en ce qu'au moins 90% du volume de ses pores est formé de pores ayant des diamètres compris entre 70 et 180 Â, particulièrement en ce qu'au moins 95% du volume de ses pores sont formés de pores ayant des diamètres compris entre 70 et 80 Â.

24. Xérogel selon la revendication 23, caractérisé en ce qu'il a une aire superficielle de 250 à 400 m2/g, un volume des pores d'au moins 1,0 ml/g, un diamètre moyen des pores de l'ordre de 120 à 160 Â et une densité apparente de 0,35 à 0,40 g/ml, particulièrement un volume des pores compris entre 1,0 et 1,2 ml/g.