FR2466436A1 - Procede de preparation d'un gel et d'un xerogel de silice et xerogel de silice obtenu - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un procédé de préparation de gel de silice. Selon l'invention, on électrolyse 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 environ 0,01 N dans une cellule ayant une membrane à perméabilité sélective aux cations 2, 3, séparant l'anolyte et une solution aqueuse d'un catholyte pour déposer de l'hydrogel de silice sur une anode 7, 8 de la cellule et récupérer l'hydrogel de silice de cette anode 7, 8. L'invention s'applique notamment à la préparation d'hydrogels et xérogels de silice de densité régulière et de densité intermédiaire. (CF DESSIN DANS BOPI)

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 U.S. NO 1 557 491 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 soudeen électro-

lysant 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'élec-

trolyse 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 solution chute et l'enlèvement total de la soude a pour résultat une

inefficacité électrique considérable.

Dans le brevet U.S. NI 1 562 940 au nom de Collins est révélé un procédé de production d'un hydrosol d'acide silicique pur en électrolysant 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 inutile du fait de la dilution et la silice servira d'isolateur de

l'anode et empêchera le passage du courant.

Dans le brevet U.S. N0 3 668 088 au nom de Iler est décrit un procédé d'électrodialyse pour former des sols concentrés de silice pouvant être utilisés pour produire un gel pur de silice. Iler révèle que les sols produits dans les procédés antérieurs d'électrolyse ou d'électrodialyse se traneorment en gels ou précipitent de la silice dans l'équipement d'électrolyse. Iler 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-électrolyte 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-électrolyte est maintenue entre 50 et 1000C 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 Iler 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. Iler 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 U.S. No 4 124 471 au nom de Lieb et autres, 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

1 'anolyte.

Les gels de silice comprennent les hydrogels de silice et les xérogels de silice. Les hydrogels de silice sont traditionnellement préparés en faisant réagir un silicate d'un métal alcalin etunacide dans un milieu aqueux pour former un hydrosol de silice, en laissant l'hydrosol

prendre pour former un hydrogel et en lavant l'hydrogel.

Les xérogels sont préparés en séchant l'hydrogel. Dans les brevets U.S. N s 3 794 712 et 3 819 811 au nom de Aboutboul et autres, sont révélés des xérogels de silice ayant une distribution étroite de diamètre des pores principalement

O 2

entre 300 et 600 A, une aire superficielle de 200 à 500m /g

et un volume des pores de l'ordre de 2,0 à environ 3,5cm3/g.

Dans le brevet U.S. N 4 148 864 au nom de Groth et autres est révélé un gel de silice ayant un pouvoir adsorbant O accru, qui peut avoir un diamètre des pores de 20-25 A. 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 0,01 normaleet 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 demanderesse 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 o 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 électri-

que de l'anolyte et l'hydrogel de silice se dépose pendant

l'électrolyse et favorise la gélification.

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 extensif. 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 titré d'exemple illustrant un mode de réalisation de l'invention et dans lequel

- la figure unique est une représentation schémati-

que d'une cellule d'électrodialyse typique appropriée à la

mise en pratique du procédé selon l'invention.

Plus particulièrement, une cellule dfélectrodialyse 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'électro-

dialyse, les ions du métal alcalin avec l'eau de l'hydrata-

tion 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- 0 2(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 conden-

sent 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 repoussés par l'anode et émigrent vers la surface externe du dépôt

tandis qu'il s'accumule en profondeur et que l'électro-

dialyse 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 moindreset 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 2.5 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 SiO2.

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

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en silice et le pH de la solution de l'anolyte diminuent selon la quantité de la solution cie 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 à environ5O à environ 1000C pour produire des quantités faibles mais acceptables de l'hydrogel sur l'anode.Acdes 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 -VO 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 SiO2.

A ces concentrations et 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 ltanolyte est inversement en rapport avec la teneur en eau dans l'hydrogel

récupéré de l'anodeet ainsile 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 dieffet sur le diamètre moyen des pores des gels RD mais le diamètre moyen des pores des gels RD maisle 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 (SiO2 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 utilisa-

tion réduit le rendement de la soiutim de l'hydroxyde 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 gélifica-

tion. 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 fonction-

nement 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 de 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 génants 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 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 dépendent de leur concentration

relative et les concentrations en ions silicates et hydroxy-

les 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 0,1 normale 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 0,01 normale à environ 0,25 normalesont 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 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'électro-

dialyse 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, de l'hafnium ou leurs mélanges. Une anode parti-

culièrement 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 U. S. NOs 3 778 307 et 3 711 385. 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 forme d'un 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 copolymère 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 copolymere fluoré ayant des groupes acides sulfoniques pendants avec les unités récurrentes de structure:

(1) F

-1-CF2

t (R)n J S03H

et (2) -CXX'-CF2--.

Dans la formule (1), R représente le groupe

R'

-F-CF2-0 4CFY-CF2-04m o 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; et X' est X ou CF 3CF2a0 -, o 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 1 184 321. Des

résines échangeuses d'ions semblables, qui sont des co-

polymères 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 U.S. NOs 3 041 317, 3 282 875 et 3 624 053, respectivement. Des résines échangeuses d'ions de ce type sont commercialisées par E.I. DuPont de Nemours and Co, sous la dénomination

commerciale NAFION.

Un second type de membrane se compose d'une pelli-

cule polymérique 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'évaporation du solvant et la sulfonation du produit. On peut citer, comme composés polyvinyliques aromatiques, les divinyl benzènes, les divinyl toluènes et composés aromatiques polymérisables semblables qui sont polyfonctionnels par rapport aux

groupes vinyliques. Le composé mcnovinyliqoe aromatique qui -

sera généralement l'impureté présente dans les composés polyvinyliques aromatiques de qualité commerciale peut être du styrène, des vinyl toluènes isomériques, des vinyl

naphtalènes, des vinyl éthyl benzènes, des vinyl chloro-

benzènes, des vinyl xylènes et leurs dérivés alcoyles alpha-

substitués comme de l'alpha-méthyl vinyl 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 dix moles du composé poly- et mono-

vinylique aromatique dans le polymère. Ces résines échangeuses d'ions sont mieux décrites dans le brevet U.S. N 2 731 411. Les résines échangeuses d'ions de ces polymères contenant des groupes fonctionnels des radicaux acide sulfonique et acide carboxylique sont décrites dans le brevet U.S. N 3 887 499. Les membranes de ce type sont commercialisées par Ionics Inc. sous la dénomination

commerciale IONICS CR6.

L'électrodialyse, dans le procédé selon ltinvention, peut être entreprise en utilisant une densité de courant constante ou une tension constante. Dans des opérations durant moins d'environ 8 heures, on emploie généralement une densité constante de courant d'anode de l'ordre de 0, 0155 à environ 0,31 ampère par cm 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 volts est appliquée à la cellule pour obtenir une densité initiale maximum de courant de l'ordre de 0,0155 à 0,31 ampère par cm de surface d'anode et la

densité du courant d'anode diminue tandis que l'électro-

dialyse se passe. Des diminutions de la densité du courant d'anode sont limitées par addition de la solution du sel

et du silicate et 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 maximum de courant d'anode plus faibles de l'ordre de

OP155 à environ 0,062 ampère par cm 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 heures

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 résis-

tance 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 1000C. La gamme de température pour la production 1 4

de gelsRD est généralement de l'ordre de 10 à environ 800C.

La température de la solution de l'anolyte est généralement de l'ordre de 10 à environ 500C pour la production d'un gel ID. De préférence, la température de la solution de l'anolyte est comprise entre environ 25 et environ 450C. 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 sensible 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 circula-

tion 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 deux minutes. 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 électrolysée 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 litres et demi 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 une heure à 9550C. 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 auKgelsproduits 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 séchages l'hydrogel récupéré de l'anode peut être vieilli à une température comprise entre environ 32 et 820C pendant environ 5 à

environ 48 heures.

1 6 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'électro-

lyse est effectuée pour obtenir le degré souhaité d'enlève-

ment des ions de métaux alcalins et elle est généralement

effectuée pendant au moins environ une heure et de préfé-

rence de l'ordre de 1 à environ 3 heures à une densité maximum constante ou initiale de courant de l'ordre de

0,00155 à 0,062 ampère par-cm de surface d'anode.

L'hydrogel peut être séché par tout moyen tradition-

nel 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 marteauxou autre broyeur connu, à la dimension granulométrique souhaitée. En général, les gels broyés ont un diamètre moyen et pondérai de particule de l'ordre de 1 à environ Ax. 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 superfi-

cielles 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 A. Le diamètre moyen des pores a été calculé à partir du volume des pores et de l'aire superficielle selon l'équation qui suit: 4 x volume des pores x 10 diamètre moyen des pores = aire superficielle La détermination sélective du volume des pores à l'azote dans une gamme donnée de dimension des pores a été faite en utilisant le procédé décrit par Barrett, Joyner et Halenda, dans 73 J. Am. Chem. Soc. 373 (1951). Les capacités d'absorption des xérogels selon l'invention ont été mesurées à une température de 24- 25 C et à la pression atmosphérique, par le processus qui suit. L'hydrogel a été séché à 200 0C pendant 16 heures dans un four à tirage forcé, jusqu'à une teneur totale en matièresvolatiles de l'ordre de 5 a environ 8% en poids et a été broyé avec un mortier et un pilon. On plaça 5g du xérogel dans un récipient relié à une source d'air à des humidités relatives variables de , 20, 40, 60 et 80% et des températures ambiantes de 24-250C. 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 heures puis on le pesao Le xérogel fut alors réinséré dans le récipDient pendant des intervalles

d'une heure 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 essaien millilitres d'eau pour 100 grammes de l'échantilon ou pourcentage de capacité

d 'adsorption.

Les gels de silice produits selon la présente invention ont des distributions plus étroites de dimension des pores que ceUll_ des gels préparés traditionnellement, du fait des conditions plus uniformes de gélification. Les

xérogels de silice de densité intermédiaire selon l'inven-

tion ont au moins 90% du volume des pores du gel formé par des pores ayant des diamètres de l'ordre de 70 à o environ 180 A. De préférence, au moins environ 95% du volume des pores est formé de pores ayant des diamètres de o l'ordre de 70 à environ 180 A. Les xérogels de densité intermédiaire ont également une aire superficielle de l'ordre de 250 à environ 400 m2 par gramme, un volume des pores d'au moins environ 1,0 millilitre par gramme, de préférence de l'ordre de 1,0 à environ 1,2 millilitres par gramme, un diamètre moyen des pores de l'ordre de 120 à No environ 160 A, et une densité apparente de l'ordre de 0,35 à environ 0, 40 gramme par millilitre. Du fait de la distribution étroite de dimension 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 anti-

blocage, agents épaississants et agents anti-agglutination.

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 A. De préférence, au moins environ 60% du volume des pores est formé de pores ayant un diamètre de moins d'environ 20 A. Du fait de la distribution étroite de dimension des pores, les xérogels de silice de densité régulière préférés selon l'invention ont une capacité d'absorption d'au moins

environ 12% en poids à 10% en poids d'humidité relative.

De préférence, ces gels ont également une capacité d'ad-

sorption d'au moins environ 35% à 80% d'humidité relative.

Ces gels ont également une aire superficielle de l'ordre de 500 à environ 1.000 m par gramme, un volume des pores de l'ordre de 0,35 à environ 0,50 millilitre par gramme, un diamètre moyen des pores de l'ordre de 18 à environ 25 A, et une densité apparente de l'ordre de 0,67 à environ 0,75 gramme par millilitre. Les xérogels de densité régulière qui sont particulièrement préférés pour une utilisation comme agents adsorbants, ont un diamètre moyen des pores de moins d'environ 20 microns, comme un diamètre moyen des pores de l'ordre de 17 à 19 /,. 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 1 9 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 siUoe en utilisant une cellule du type illustré sur le dessin, et 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 ,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. Deux litres et demi d'une solution contenant 10% de SiO2, 3,25 parties de SiO2 par partie de Na2O, et 2 g/l de nitrate de sodium, furent placés dans le compartiment d'anode et on plaça l litre 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 0,024 N. 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 volts. Le courant initial dans la cellule était de 5 ampères et la densité initiale de courant

de 0,0242 A/cm de surface d'anode. On continua l'électro-

lyse pendant 47 heures et demie et la température de

l'anolyte pendant l'essai était de 25 à 350C.

Pendant l'essai, on ajouta, dans le compartiment d'anode, une solution de silicate de sodium contenant 10% de SiO2 et 3,25 parties de SiO2 par partie de Na20, selon la nécessité, pour maintenir le volumeet 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 ampereset la concentration de la solution de soude

avait augmenté à 12,4% Na0H.

On récupéra, des anodes, 522 g d'hydrogel de silice. L'hydrogel avait une teneur totale en matières volatiles de 61,90%, une teneur en Na20 (base sOche) de

0,0245, et une teneur en SOT (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 heures 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 2000C pendant 16 heures pour produire, respective-

ment, le xérogel de silice de densité régulière et le xérogel de silice de densité intermédiaire ayant les propriétés indiquées au tableau I.

Tableau I

Densiuté Densité intermé-

Densit regui ere diaire (séché) (lavé et séché)

TV% 4,93 2,26

Na2OP (base sèche) 0,049 0,006 S0J% (base sèche) 0,067 0,012 Azote total%(base sèche) 0,007 0,020 pH 4,57 6,oo00

2

Aire superficielle (m /g) 743,0 275,0 Volume des pores (ml/g) 0,47 1,10 o Diamètre moyen des pores (A) 25,0 159,0

Dans toute la présente description, le pH d'un

hydrogel ou d'un xérogel a été déterminé sous 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 Il.

Tableau II

tre des pores (A) Volume cumulatif des pores (cm3/g) Pourcentage cumulatif de volume des pores

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 0,00oo64 0,57 380 0,00oo66 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

0,0163 1,45

0,0338 3,01

0,1211 10,79

0,2320 20,67

0,4038 35,98

0,5560 49,53

0,7191 64,07

0,8585 88,46

1,o756 95,82

1,1225 100,00

Dans ce xérogel, 97,09% du volume de ses pores était Ode pores ayant des diamètres de 80 à 180 A.O de pores ayant des diamètres de 80 A. 180 A. Diamè 3o formé

Z466436

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 que la tension continue fut appliquée à la cellule pendant 41 heures. Le courant initial était de 4,1 ampères et la densité de courant initial de

0,0198 A/cm de surface d'anode. A la fin de l'électro-

* dialyse, le courant avait baissé à un ampère et la concentration de la solution de soude avait accru à 8,37%

de NaOH, son volume ayant accru d'environ 10% en volume.

Les 426 grammes 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 S04 (base sèche) de 0,013% et avaient un pH de 3,13. Les propriétés des xérogels produits sont indiquées

au tableau III.

Tableau III

Densité régulière (séché) TV% (955oc) 5,32 Na20O (base sèche) 0,025 S0O% (base sèche) 0,035

2.5 4

Azote total%(base sèche) 0,020 pH 4,16 Aire superficielle (m 2/g) 798,0 Volume des pores (ml/g) 0,45 Diamètre moyen des pores (A) 22,0 Densité intermédiaire (lavé et séché)

TV% 2,20

Na20 % (base sèche) 0,006 S0_ % (base sèche) 0,060 Azote total % (base sèche) 0,061 Tableau III (suite) Densité intermédiaire (lavé et séché) PH Aire superficielle (m2/g) Volume des pores (ml/g) Diamètre moyen des pores (A) 6,12 295,0 1,11 ,0 La distribution des pores du xérogel de densité

intermédiaire est indiquée au tableau IV.

Tableau IV Digmniètore des pores Volume cumulatif Pourcentage cumulatif (A) des pores (cm3/g) de volume des pores 400oo

0,0009

0,0009

0,0012

0,0012

0,0013

0,0019

0,0025

0,0025

0,0025

0,0028

0,0038

0,0059

0,0074

0,0099

0,0136

0,0263

0,0533

0,0988

0,09 0,09 0,11 0,11 0,12 0,18 0,23 0,23 0,23 0,26 0,35 0,54 0,69 0,92 2, 4,95 9,17 Tableau IV (suite)

Diamètre des pores Volume cumulatif Pourcentage cumula-

O (A) des pores (cm3/g) tif de volume (A) des pores (cmD/g) depos des pores

0,2267 21,23

110 0,3977 36,91

0,7102 65,93

0,9320 86,51

so 1,o438 96,89

1,0773 100,00

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

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 concentra-

tion en nitrite de sodium de 0,047 N (4 grammes par litre), la durée de l'essai était de 27,0 heures et la densité initiale de courant de 0,0198 ampère par cm de surface d'anode. Les propriétés de 522,0 g d'hydrogel et de xérogel récupérés sont indiquées au tableau V.

Tableau V

Hydrogel

TV % 63,03

Na20O (base sèche) 0,030 S0_,' (base sècIe) 0,005 Densité régulière (séché)

TV % 5,74

Na20O (base sèche) 0,098 S04 5t (base sèche) 0,014 Azote total O (base sèche) 0,018 pH 4,56 Aire superficielle (m /g) 790,0 Volume des pores (ml/g) 0,41 Diamètre moyen des pores (A) 20,0 Diamètre moyen des pores (A) 20,0 Tableau V (suite) Densité intermédiaire (lavé et séché)

TV% 2,57

Na2O% (base sèche) 0,015 SO % (base sèche) 0,005 Azote total % (base sèche) 0,035 pH 6,23 Aire superficielle (m /g) 290,0 Volume des pores (ml/g) 1,02 Diamètre moyen des pores (A) 140,0 La récupération de la même quantité ou d'une quantité plus importante d'hydrogel en un essai de 27 heures comme dans les essais de 47,5 et de 41 heures des exemples 1 et

2, a montré que l'augmentation de la concentration en sel-

de 0,024 N (2 grammes par litre) à 0,047 N (4 grammes par litre) augmentait le courant en augmentant la conductivité de l'anolyte. Cependant, il fallait plus de courant pour produire un kilogramme de silice, car la quantité de sodium

dans la solution était également accrue.

Des essais en courant constant à des concentrations en nitrite de sodium comprises entre 0,059 et 0,176 N (5-15 grammes par litre) 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 1'hydrogel.

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 heures et dem ieselon le processus de l'exemple 1 en utilisant une concentration en silice de 20%, du sulfate de sodium à une concentration de 0,211 N (15 grammes par litre), un courant constant de 5 ampères et une densité constante de courant de 0,0242 A/cm de surface d'anode. La température de l'anolyte pendant l'essai était de 33 à 420C. L'hydrogel récupéré des anodes fut lavé continuellement pendant 10 heures avec une solution aqueuse d'acide sulfurique à un pH de 3, à une température de 22 C. L'hydrogel lavé fut

séché pendant 16 heures à 200 C dans un four à tirage forcé.

Les propriétés de l'hydrogel et des xérogels produits sont

indiquées au tableau VI.

Tableau VI

Hydrogel

TV% 45,73

Na2zi (base sèche) 0,12 Densité régulière (lavé et séché)

TV% 6,14

Na20% 0,009 S0O% (base sèche) 0,056 pH 4,55 Aire superficielle (m /g) 831, 0 Volumes des pores (ml/g) 0,45 Diamètre moyen des pores (A) 21,0 Adsorption d'eau Millilitres d'eau adsorbée Humidité relative (%) pour 100 grammes de gel

14,66

23,63

30,44

60 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 adsorption 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 ampères.

Les autres conditions de l'essai et les propriétés de l'hydrogel et du xérogel sont indiquées

Tableau VII

Hydrogel TV%/ Na2O0(base sèche) Densité régulière (séché) TV%5 Na205% (base sèche) SO4 % (base sèche) pH Aire superficielle (m2/g) Volume des pores (ml/g) O Diamètre moyen des pores (A) Adsorption d'eau Humidité relative ()

80

Conditions Concentration en nitrate de sodium

au tableau VII.

47,40 0,25

6,40 -

0,02 0,074 ,32 792,0 0,40 ,0 Millilitres d'eau adsorbée pour 100 g de gel 13,61 23,89 ,83 ,46 37,93 0,118N (10 g/l) Concentration en SiO2 (%) 20,0 Température de l'anolyte ( C) 40 (environ) Densité de courant (A/cm2 de surface d'anode) 0,0465 Durée de l'essai (heures) b,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 203o d'humidité relative, d'au moins environ 28% à 40% d'humidité relative, d'au moins environ %, à 60%b d'humidité relative et d'au moins environ 35% 2E

à b0g d'hnumidité 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 0,176 N

(15 g/l). Les autres conditions de l'essai et les distri-

butions 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.

Xérogel de silic traditionnel Diam. Volume

des cumula-

pores tif des (A) pores (cm'/g) 400oo 0,0

0,0005

o,0011

0,0016

0,0021

0,0028

0,0029

0,0030

0,0031

0,0033

0,0035

0,0037

0,0039

o, 0041

0,0045

0,00 oo49

0,0059

0,0064

0,0073

0,0079

0,0081

0,0085

0,0087

0,0090

0,0093

ce RD Pour-

centa-

ge cum. de vol. des pores 0,0 0,13 0,26 0,38 0,51 0,67 0,69 0,72 0,75 0, 78 0,83 0,89 0,94 0,99 1,07 1,17 1,28 1,41 1,53 1,74 1,88 1,92 2,02 2,08 2,15 2,21 Essai 1 Diam. des pores o (A) 34o Vol. cUmul. des pores (cm3/g)

0,0004

0,0004

0,0004

0, ooo0004 0, oo0004

0,0004

0,0004

0,0004

o, oo0004 0, ooo0004

0,0004

0, ooo0004 0, ooo0004

0,0004

0,0004

0,0004

0,0004

0oooo0004

0,0004

0,0004

Tableau VIII

Essai 2

Pourcen-

tage cum. de vol. des pores 0,10 0,10 0,10 0,10 0,10 0,10 0,10 0,10 0,10 0,10 0,10 0,10 0,10 0,10 0,10 0,10 0,10 0,10 0,10 0,10 Diam. Vol. des pores (A) cumul. des pores (cm3/g) o00 Essai 3 Pour- Diam. Vol.

centage des cumul.

cumul. pores des de vol. (À) pores des pores (cm3/g) 0,0 i 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0, 01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,0

0,0001

0,0002

0,0003

0,0005

0,0007

0,0009

0,0012

0,0013

0,0013

0,0013

0,0014

0,0014

0,0014

0,0015

0,0016

0,0016

0,0017

0,0018

0,0019

0,0020

0,0022

0,0025

0,0029

0,0032

o,0035 Pour-

centa-

ge cumul. de vol. des pores 0,0 0,02 0,05 0,07 0,10 0,15 0,20 0,25 0,28 0, 28 0,29 0,30 0,31 0,31 0,32 0,34 0,35 g: 3 0,41 0,44 0,47 0,55 0,62 0,68 0,75 NI.- 4% CN 0% w O Tableau VIII (suite) Xérogel de silice RD traditionnel Diam. Vol.

des cumul.

pores (A) des pores (cm3/g)

0,0098

0,0103

0,0110

0,0119

0,0132

0,0150

0,0172

0,0203

0,0276

0,0941

0,2264

0,2652

0,3059

0,3801

Pour-

centa-

ge cumul.

de vol. des pores 2,35 2,45 2,62 2,85 3,14 3,57 4,09 4,85, 6,59 22,45 53, 99 63,25 72,97 ,66 Essai 1 Diam. des pores (A)

Vol. Pourcen-

cumul. tage des cumul.de poras vol. des (cm'/g) pores

0,0004 0,10

0,0004 0,10

0,0004 0,10

0,0004 0,10

0,0004 0,10

0,0004 0,10

0,0004 0,10

0,0004 0,10

0,0004 0,10

0,0099 2,31

0,1173 27,26

0,1701 39,52

0,2264 52,60

0,3189 74,09

Diam. des pores O (A) Essai 2 Vol. Essai 3 Pour- Diam. Vol. cumul. centage

des cumul.

porSs isVol.

cm /g)aes

0,0018

0,0033

0,00oo69

0,0100

0,0145

0,0230

0,0462

0,1519

0,2003

0,2531

0,3357

0,01 0,01 0,01 0,46 0,84 1,74 2,53 3,66 ,81 11,66 38,36 ,61 63,95 84,80

des cumul.

pores des (A) pores (A) c 31g () (cm3/)

0,0040

0,00oo45

0,0050

0,0055

0,0062

0,0075

0,0093

0,0125

0,0178

0,0386

0,1638

18 0,2156

16 0,2787

14 0,3740

Conditions Tension (volts) Densité de courant (A/cm2 de surface d'anode) Température de l'anolyte( C) Durée de]'essai (h) Electrolyse acide Acide nitrique Durée (h) pH

0,W294-0,0164

0,00294-0,0155

1,59 1,59

0,00589-0,0363

1,65

*Pourcen-

tage cumul.de vol. des pores o,87 0,98 1,08 1,20 1,34 1,62 2,01 2,70 3,85 8,34 ,42 46,62 ,26 ,88 o %0 o. 0% CN ou

24664!é

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 A de diamètre, au moins % composé de pores ayant moins de 20 3 de diamètre, au moins 50% composé de pores ayant moins de 18 A, et au

moins 35% de pores ayant moins de 16 A. Le xérogel tradi-

tionnel a 77,5% du volume de ses pores composé de pores on ayant moins de 30 A et 46,01% de ses pores ayant moins on de 20 A. Exemple 7 Un essai fut entrepris pendant 108 heures dans la cellule de l'exemple 1 avec un catholyte aqueux de soude sur une base de 11 heures de marche et 1 heure d'arrêt,

ainsi la cellule fonctionna pendant 99 heures. Le comparti-

ment 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 SiO2/Na20 de 3,25, un PH de 11,5, et une concentration en nitrate de sodium de 0,118 N (10 grammes par litre). Une tension constante de 12 volts fut appliquée à la cellule et la densité initiale de courant était de 0,031 A/cm de surface d'anode. Une solution de silicate de sodium contenant 25,7% de SiO2 et 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 450C.

L'hydrogel fut retiré neuf fois, lavé et analysé.

On lava la moitié des échantillons d'hydrogel avec une solution aqueuse d'acide nitrique à un pH de 3 et à 220C et l'autre moitié à 600C. Ces hydrogels furent séchés dans un four à tirage forcé à 2000C pendant 16 heures. Les propriétés des neuf échantillons d'hydrogel et des xérogels

produits de densité régulière sont données au tableau IX.

Tableau IX

bCHAN'ILLON A b C 1D J MVIOYbNNE tlydrogel TVo i '1,9 Na20O Ibase sèche) O, 19 Densit rêguliee (lavé et séché) Température de lavage (oC) 22

TV% 5,99 Na205 (base sèche) 0,004l So04 (base seche) 0,067 Azote total/5o (base

sèche) 0,004, pH 4,72

Aire superfi-

cielle (i12/g) b50 Volume des pores (mnzl/g) 0,44 Diamntre mInoyen o des pores (A)2 Adsor'ption d'eau Hlulridîite relative

8'10 - 12,78

"3' 20 22,80

27,17

O80 41,50 44,47

,7 46,5 39,9 - 41,0 39,7

0,22 0,16 0,30 - 0,34 0,60

22 60 22 60 22

7,05 6,24 6,49 5,81 6,33 5,86

4 0,013 0,022 0,0045 0,0064 0,002 0,052

0,070 0,042 0,13 0,083 0,073 0,046

4 0,013 0,022 0,0045 0,0064 0,002. 0,052

4,72 5,04 5,38 5,53 5,42 5,50

b7b 847 b60 37,6 0,45 0,b8 0,37

22

,63 5,81

0,004 0,48

832 796 799

0,0064oobl 0,012

0,083 0,12

04 0,0064 0,012

o 5,53 5,25 b60 842

0,47 0,45 0,44 0,43 0,38 0,38 0,38 0,40 0,42

21 21

mlillilitres

7,09 12,76

22,27 23,06

32,96 33,10

41,26 41,57

43,73 44,58

d'eau 12,64 22,05 32,67 ,40 ,35 adsorbée 13,52 23,19 32,81 41,19 42,01

18 19

pour 100 g de

13,49 12,09

23,62 21,50

31,62 29,74

37,49 36,09

,43 37,62

gel 12,96 2 1,b80 31o,04 37,76 39,94

20

13,52 23,19 32,81 41,19 42,01

37,9 40,6

6,13 12,32 22,61 31,55 39,83 42,27 J- ON o' I La concentration en silice dans la solution de silicate de sodium augmenta pendant le fonctionnement de la cellule de 20% à 25% de SiO2 et en conséquence, la

teneur totale en matières volatiles diminua de 42 à 38%.

Une balance des matériaux autour de la cellule électro- lytique pendant le fonctionnement d'une semaine montra qu'environ un tiers du matériau quittait la cellule par évaporation. Cette perte par évaporation explique l'augmentation de la concentration en silice de la solution de silicate. Tous les échantillons avaient une forte pureté et une aire superficielle importante. Les petits diamètres moyens des pores compris entre 18 et 21 A donnaient une excellente adsorption d'eau, en particulier aux plus

faibles humidités relatives.

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 heures et demie à une densité initiale de courant de 0,0242 A/cm de surface d'anode et à un courant initial de 5 ampères, mais pendant 23 heures et à un courant initial de 18 ampères et une densité initiale

de courant de 0,0868 A/cm de surface d'anode. La tempéra-

ture de l'anolyte dans cet exemple était de 800C et non pas de 25-350C comme à l'exemple 1. Les propriétés de l'hydrogel et du xérogel produit à cet exemple et à l'exemple 1 sont indiquées au tableau X.

Tableau X

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 SO % (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 (A) 151, 0 159,0 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 intermé-

diaire à la même concentration de 10 de silice et à la

concentration en nitrate de sodium à 0,024 N (2 g/l).

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 entre-

prises en utilisant une tension constante de 8 volts et une solution de silicate de sodium ayant une concentration en silice de 10% et une concentration en nitrate de sodium de 0,024 N (2 g/l). Les hydrogels furent séchés dans un four à tirage forcé à 200 C pendant 16 heures. 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 audessus de C. La teneur totale en matières volatiles de l'hydrogelo et ainsi le volume maximum des pores que l'on peut obtenir

du gel séché,quand il est retiré de la cellule électrolyti-

que, sont fortement affectés par la température. Par

exemple, T.V. est de 46% à 90 C et de 62% à 30-35 C.

Tableau XI

Effets de la température de l'anolvte Température approximative de l'anolyte ( C) * Courant (ampères) Densité de courant (A/cm2 de surface d 'anode) Durée de l'essai (h) Hydrogel Quantité récupérée des anodes (g/h) TV% Na20 % (base sèche) S0O % (base sèche) pH Densité régulière ( s éc hé TV % Na20% (base sèche) S0 %- (base sèche) Azote total % (base séchée) aire superfiàielle ( m /g) pH Vol me des pores Diamètre moyen deso pores (A) Adsorption d'eau Humidité relative(%)

1

_

13,3 11,0 8,0 -35

6,1 *

0,065 0,0527 0,0387 0,0294

6,8 13,5

17,6 12,2

46,02 0,12 0,067 2,32 8,02 0,17 48,03 0,18 0,006 2,61 ,87 0,21 54,44 0, 049 0,022 2,64 6,22 0,20 19,2 61,65 0,024 0,055 2,68 ,11 0,0 o44

0,13 0,053 0,061 0,032

0,013 530 - 1. p. 0,040 3,92 0,016 3,88 0,014 3,95

0,55 0,61 0,46 0,46

24

Millilitres d'eau g de gel 7,10 9,71 17,19 36,08 ,76 adsorbée

- 7,30

- 11,20

- 28,72

- 33,13

- 41,56

* 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.

** estimé.

,8

0,0279

14,9 62,6 0,094 0,051 2,33 ,54 0,074 0,035 0,017 4,12 0,36 pour 8,36 13, 53 27,51 ,30 37,97 4, 1%

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 récipient de stockage, ainsi toute la solution de l'anolyte dans le compartiment d'anode fut remplacée toutes les deux minutes. 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 Na 20. Un essai typique est représenté au tableau XII.

Tableau XII

TV % 50,75

Silice séchée

TV% 3,99

Na20 % (base sèche) 3,75 S0_ c (base sèche) 1,49

4 - 2

Aire superficielle (m /g) 253,0 Volume des pores (ml/g) 0,31 O Diamètre moyen des pores (A) 49,0 Conditions Concentration en sulfate de sodium 0, 41N (10 g/l)

Concentration en SiO2 % 15-

Durée de l'essai (h) 0,5 Tension (volts) 15 Densité de courant (A/cm2 de surface d'anode) 0,0242

Exemple 11

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 0,141 N (10 g/l).

Quatre essais ont été effectués selon le processus de

l'exemple 1, toutes les variables étant maintenues constan-

tes a 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 ampères 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 XIII

EFFETS DE LA CONCENTRATION EN SILICE DANS L'ANOLYTE

Concentration en silice (%) 10 15 20 25 HIydrogel TV

TV% 59,25 51,37 48,77 42,94

Tension * (volts) 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 S0O % (base sèche) - 3,16 2,15 0,93 pH 1,76 1,95 2,30 3,15 * Comle les essais ont été entrepris à un courant constant, la tension donnée est la tension initiale minimum. 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 ampères 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.

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 régulièreaprès séchage sans lavage et

les conditions de l'essai sont indiquées au tableau XIV.

Tableau XIV

Xérogel (séché)

TV% 7,28

Na20 % (base sèche) 0,27 S0 (base sèche) 3,81 pH 1,95 Aire superficielle (m /g) 735 Volume des pores (ml/g) 0,39 Diamètre moyen des pores (A) 21 Conditions Concentration de sulfate d'ammonium 0,150N (8g/l) Concentration en SiO2 (%) 20 Densité de courant (A/cm2 de surface d'anode) 0,0242 Durée de l'essai (h) 6,o 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 silico-

fluorure 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.

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.

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 combinaisons si celles-ci sont exécutées suivant son esprit et mises en oeuvre dans

le cadre de la protection comme revendiquée.

Claims (32)

R E V E N D I C A T I 0 N S

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 concentra- tion d'au moins 0,01 N dans une cellule ayant une membrane à perméabilité sélective aux cations séparant l'anolyte et une 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 environ 5 et environ 30% en poids. 3.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la concentration en silice dans la solution de l'anolyte est comprise entre environ 8 et environ 28%

en poids.

4.- Procédé selon la revendication 1, caracterisé en ce que le pH de la solution de l'anolyte est d'au moins

environ 10.

5.- Procédé selon la revendication 1, caracterisi en ce que le pH de la solution de l'anolyte est d'au moins

environ 12.

6.- 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 l'ordre de 1:1 à

environ 4:s1.

7.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé 3 en ce que la solution de l'anolyte a un rapport pondéral

silice/oxyde d'un métal alcalin de l'ordre de 3,25:1.

8.- 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.

9.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé.

4o en ce que l'anion est 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. 10.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'anion est un sulfate, un nitrate ou un carbonate. 11.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé

en ce que l'anion est un anion d'un acide fort.

12.- Procédé selon la revendication 11, caractérisé

en ce que l'anion est un sulfate ou un nitrate.

13.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le sel est un sel d'ammonium ou un sel d'un

métal alcalin.

14.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé

en ce que le sel est un sel de sodium ou de potassium.

i5.- Procédé selon la-revendication 8, caractérisé en ce que le sel est un sel du même métal alcalin que

celui présent dans le silicate d'un métal alcalin.

16.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le sel est à une concentration de l'ordre de 0,01 à environ 0,25 N. 17.- 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.

lb.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le catholyte aqueux est une solution aqueuse d'un hydroxyde du nmême métal alcalin que celui présent

dans le silicate d'un métal alcalin.

19.- 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.

20.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la cathode se compose de fer, acier, acier

inoxydable, nickel ou un alliage de nickel.

21.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la solution de l'anolyte est électrolysée à une densité de courant comprise entre environ 0,0155 et environ 0,31 ampère par cm de surface d'anode. 22.Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la température de l'anolyte est comprise entre

environ 10 et environ 100 C.

23.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la température de la solution de l'anolyte est

comprise entre environ 25 et environ 450C.

24.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'hydrogel récupéré est vieilli à une température comprise entre environ 32 et environ 82 C pendant environ

5 à environ48 heures.

25.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste de plus à laver l'hydrogel récupéré avec de l'eau, un fluide acide aqueux ou un fluide alcalin aqueux. 26.- Procédé selon la revendication 25, caractérisé

en ce que l'hydrogel est lavé avec un fluide acide aqueux.

27.- Procédé selon la revendication 25, caractérisé en ce que l'hydrogel est lavé avec un fluide alcalin aqueux. 28.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé

en ce qu'il consiste de plus à sécher l'hydrogel récupéré.

29.- Procédé selon l'une quelconque des revendications

, 26 ou 27, caractérisé en ce qu'il consiste de plus à

sécher l'hydrogel lavé.

30.- Procédé selon la revendication 28, caractérisé en ce que la concentration en silice dans la solution de l'anolyte est comprise entre environ 8 et 15% en poids, la température de la solution de l'anolyte est comprise entre environ 10 et environ 50 C et la solution de l'anolyte est électrolysée à une densité de courant comprise entre environ 0,0155 et environ 0,062 ampère

par cm 2de surface d'anode.

par cm de surface d'antode.

31.- Procédé selon l'une quelconque des revendica-

tions 27 ou 29, caractérisé en ce que la concentration en silice dans la solution de l'anolyte est comprise entre environ 15 et environ 28/, la température de la solution de l'anolyte est comprise entre environ 10 et environ 800C, et la solution de l'anolyte est électrolysée à une densité de courant comprise entre environ 0,0155 et environ

0,31 ampère par cm de surface d'anode.

32.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste de plus à retirer la solution de l'anolyte de la cellule et à électrolyser une solution aqueuse d'anolyte acide dans la cellule pendant au moins

environ une heure pour purifier l'hydrogel.

33.- Procédé selon la revendication 32, caractérisé en ce que l'anolyte acide est une solution aqueuse de

l'anion non siliceux.

34.- Procédé selon la revendication 33, caractérisé en ce que l'anolyte acide est une solution aqueuse d'acide

nitrique ou d'acide carbonique.

35.- Procédé selon la revendication 33, caractérisé en ce que l'électrolyse est effectuée pendant environ 1 à environ 3 heures à une densité de courant de l'ordre de

0,00155 à environ 0,062 ampère par cm.

36.- Procédé se préparation d'un xérogel de silice caractérisé en ce qu'il consiste à hydrolyser, en l'absence sensible 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 l'ordre de 8 à environ 28% en poids, une concentration en sel de l'ordre de 0,01 à environ 0,25 N, une température de l'ordre de 25 à environ 450C, et un pH d'au moins environ 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.

37.- Xérogel de silice de densité régulière caractérisé en ce qu'il est préparé par le procédé selon la revendication 36 et en ce qu'il a au moins 85% du volume de ses pores qui est formé de pores ayant un o diamètre de moins d'environ 30 A. 38.- Gel de silice selon la revendication 37, caractérisé en ce qu'au moins 90% du volume de ses pores est formé de pores ayant un diamètre de moins d'environ o to 30 A. 39.- Xérogel selon la revendication 37, caractérisé en ce qu'au moins 60% du volume de ses pores est formé o de pores ayant un diamètre de moins d'environ 20 A. 40.Xérogel selon la revendication 37, caractérisé en ce qu'il a une capacité d'adsorption d'au moins environ

12% à 10% d'humidité relative.

41.- Xérogel selon la revendication 40, caractérisé en ce qu'il a une capacité d'adsorption d'au moins environ

% à 80% d'humidité relative.

42.- Xérogel selon la revendication 37, caractérisé

en ce qu'il a une aire superficielle de l'ordre de 500 à en-

viron 1.000 m2/g,un volume des pores de l'ordre de 0,35 à environ 0,50 ml/g, un diamètre moyen des pores de l'ordre o de 18 à environ 25 A, et une densité apparente de l'ordre

de 0,67 à environ 0,75 g/ml.

43.- Xérogel selon la revendication 37, caractérisé

en ce qu'il a un diamètre moyen des pores de moins d'envi-

o ron 20 A. 44.- Xérogel selon la revendication 37, caractérisé en ce qu'il a un diamètre moyen des pores de l'ordre de o 17 à environ 19 A. 45. - Xérogel de silice de densité intermédiaire caractérisé en ce qu'il est préparé par le procédé selon la revendication 36 et en ce qu'au moins 90% du volume de ses pores est formé de pores ayant des diamètres compris o entre environ 70et environ 180 A. 46.- Xérogel selon la revendication 45, caracterisé en ce qu'au moins 95%' du volume de ses pores est formé de pores ayant des diamètres compris entre environ 70 et o environ 80 A.

47.Xérogel selon la revendication 45, caractérisé en ce qu'il a une aire superficielle de l'ordre de 250 à environ 400 inm2/g, un volume des pores d'au moins environ 1,0 ml/g, un diamètre moyen des pores de l'ordre de 120 a environ 160 A et une densité apparente de l'ordre de 0,35 à environ 0,40 g/ml.' -0 48.- Xérogel selon la revendication 47, caractérisé en ce qu'il a un volume des pores compris entre environ

1,0 et environ 1,2 mnil/g.