背景及概述[1]
硅被認(rèn)為對(duì)于形成和維持結(jié)締組織具有重要作用，硅還有利于骨骼的礦化作用，因此硅對(duì)于骨骼和結(jié)締組織的正常發(fā)育來(lái)說(shuō)是必需的。以原硅酸形式存在的硅對(duì)于Al+3離子具有很高的親和力，并有利于Al+3離子的消除。因此它可以減小鋁對(duì)骨骼和腦的毒性作用。這些資料提示在生物生長(zhǎng)期，特別是在病理狀態(tài)時(shí)及時(shí)補(bǔ)充硅是非常有用的。硅新陳代謝的主要問(wèn)題是它難以吸收，雖然硅是一種非常豐富的元素，但是它天然的存在方式是不溶于水的無(wú)機(jī)鹽或無(wú)定形粘土，這種天然形式存在的硅是不能被生物所吸收的。我們食物中存在的硅主要是以硅鋁酸鹽或二氧化硅的形式出現(xiàn)，生物可利用性比較差?，F(xiàn)在基本上已經(jīng)確認(rèn)了生物活性的硅必須是水溶性的，而且溶解度取決于硅原子上自己OH基團(tuán)的數(shù)量。在血液和血管外的液體中，生理學(xué)上硅是以水合形式存在的，即原硅酸形式H4SiO4存在，其與生物體的PH值無(wú)關(guān)，而且?guī)缀跬耆且云渥杂尚问酱嬖?，而且研究已表明：只有單體的或低聚的原硅酸能通過(guò)腸屏障。溶液中單體的原硅酸直到濃度大約為10-4Mol/L是相對(duì)穩(wěn)定的；但是，當(dāng)濃度增加時(shí)，H4SiO4分子結(jié)合形成原硅酸的低聚物和聚合物，最后形成水溶性小的或不溶于水地膠體溶液或硅凝膠，其硅的生物可利用性減弱。原硅酸（H4SiO4）是二氧化硅（SiO2）的水合物。鹽酸和Na2SiO3溶液起反應(yīng)時(shí)生成白色膠狀沉淀，這種白色膠狀物沉淀叫做原硅酸的多聚體?，F(xiàn)有的生產(chǎn)較高濃度原硅酸的方法是采用酸性很強(qiáng)的鹽酸與可酸水解的硅化合物進(jìn)行混合，通過(guò)鹽酸制備原硅酸，并利用鹽酸的強(qiáng)酸性維持原硅酸的低聚合度，增加原硅酸的穩(wěn)定性，這種制備方法的缺點(diǎn)在于鹽酸是一種易揮發(fā)的酸，而且揮發(fā)出的氣體HCl是一種有毒氣體，不利于環(huán)保。
應(yīng)用[2-5]
硅是植物、動(dòng)物和人體所必需微量元素。在有水環(huán)境中，硅最初以原硅酸形式存在，原硅酸通過(guò)縮聚作用被快速轉(zhuǎn)化成聚硅酸，它再轉(zhuǎn)換成膠體溶液和凝膠。最終形成不溶性的硅酸鹽。其應(yīng)用舉例如下：
1）制備一種石墨烯白炭黑高分散復(fù)合材料，包括以下步驟：在原硅酸溶液中加入氧化石墨或者氧化石墨水溶液充分分散制成懸濁液；采用水熱法原位還原氧化石墨，同時(shí)原硅酸脫水；通過(guò)抽濾、洗劑、干燥，制得石墨烯白炭黑高分散復(fù)合材料。本發(fā)明從材料制備源頭上解決石墨烯在填料、橡膠彈性體中的分散難題，顯著改善白炭黑填充橡膠彈性體散熱、防靜電性能。
2）制備超細(xì)氧化鋁和白炭黑。包括以下步驟：將煤系高嶺巖破碎、焙燒、堿浸、過(guò)濾，得到硅酸鈉液和堿浸渣，硅酸鈉液進(jìn)行碳酸化處理得到原硅酸沉淀濾餅和脫硅液，將原硅酸沉淀濾餅進(jìn)行陳化、焙燒，得到白炭黑；堿浸渣采用堿石灰燒結(jié)法，將燒結(jié)處理的熟料進(jìn)行自粉化、水淬、過(guò)濾，得到NaAlO2溶液，NaAlO2溶液進(jìn)行碳酸化處理、焙燒后得到超細(xì)氧化鋁。本發(fā)明的生產(chǎn)方法對(duì)設(shè)備的要求低，所有的副產(chǎn)物都被回收循環(huán)利用，實(shí)現(xiàn)了零排放，能耗低，經(jīng)濟(jì)環(huán)保，另外，
3）制備一種生物制劑，其包括原硅酸和硅酸，初級(jí)(“常數(shù)/”)滲壓劑膽堿和沒(méi)有游離羥基的弱堿化劑；以及涉及一種制備該制劑的方法，其包括：i)水解包括硅的膽堿溶液，從而形成膽堿穩(wěn)定的原硅酸和低聚物溶液；ii)通過(guò)加入不具有羥基的弱堿化劑來(lái)堿化膽堿原硅酸和低聚物溶液；以及iii)任選加入二價(jià)微量元素和/或次級(jí)滲壓劑，以獲得生物制劑，并且涉及一種生物制劑的用途。
制備[1]
原硅酸的制備方法，按以下步驟進(jìn)行：
A)稱取200g的SiO2與2kg的水進(jìn)行混合，用攪拌器以每分鐘800轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行強(qiáng)烈攪拌，在15℃以下，滴加3NNaOH溶液，至PH值為8；
B)在強(qiáng)烈攪拌下，油浴加熱至50℃，反應(yīng)3小時(shí)至獲得均勻的溶液；
C)將上述溶液進(jìn)行壓濾，去除溶液中的雜質(zhì)；
D)將溶液冷卻至室溫，在強(qiáng)烈攪拌情況下，向上述溶液中通入CO2氣體，控制通入CO2氣體的流量為0.01L/min，至PH為4時(shí)停止通入CO2；
E)緊接著向步驟D)所得溶液中加入氯化膽堿，加入的氯化膽堿的重量與所述溶液的重量比為20∶100，用攪拌器以每分鐘400轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速攪拌10分鐘，即為含硅2％-2.5％的穩(wěn)定的原硅酸溶液。
主要參考資料
[1] CN200810061695.9一種原硅酸的制備方法
[2] CN95192009.X包括穩(wěn)定的原硅酸的制劑和生物制劑
[3] CN201910590299.3一種石墨烯白炭黑高分散復(fù)合材料的制備方法
[4] CN201110369401.0利用煤系高嶺土制備超細(xì)氧化鋁聯(lián)產(chǎn)白炭黑的方法
[5] CN200710186024.0具有滲壓劑和二價(jià)微量元素的膽堿硅酸絡(luò)合物