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【津验之谈】SiO₂=二氧化硅么？

津验之谈

2020/06/29
HS code战队

不是！

恭喜你，都会抢答了！

看过【津验之谈】CaCO₃=碳酸钙么？的网友一定明白了我的套路：

二氧化硅是SiO₂的化学名，二氧化硅同时又可能是商品名，两者内涵不一样，当然不适合用等号相连。

SiO2_百度百科这次百度百科的描述要严谨多了，它说到：

SiO₂一般指二氧化硅。硅原子和氧原子长程有序排列形成晶态二氧化硅，短程有序或长程无序排列形成非晶态二氧化硅。二氧化硅晶体中，硅原子位于正四面体的中心，四个氧原子位于正四面体的四个顶角上，许多个这样的四面体又通过顶角的氧原子相连，每个氧原子为两个四面体共有……

类似碳酸钙，二氧化硅也有天然来源和人工合成两种途径获得的产品，其中不少二氧化硅类商品SiO₂含量大于99%，所以当样品SiO₂纯度达到99%时，你其实是难以仅仅凭此做出判断的。

天然来源：

1.砂子，包括河砂、海砂、硅质岩石破碎而得的人工砂。

海砂和河砂SiO₂含量能达到95%，主要晶型是石英相；

2.硅质岩石，包括：

①石英岩：石英岩的SiO₂含量能达到99%，部分产自美国的高纯石英砂经过物理加工，可以达到99.9%以上，晶相为石英相。

②水晶：结晶状态比石英岩要好，常见典型晶簇，SiO₂含量轻易达到99%，晶相为石英相；

③玛瑙：半透明状固体，SiO₂含量轻易达到99%，晶相为无定型；

④玉髓：其实就是差一些的玛瑙，SiO₂含量轻易达到99%，晶相为无定型。

⑤砾石、鹅卵石、蛋白石：砂子的前体，通常在山涧、河床处，SiO₂含量不定，但是通常稳超70~80%，主晶相为石英相。

人工合成：

1.偏硅酸沉淀脱水形成的二氧化硅；

SiO₂含量能轻易达到99%，主要晶型是无定型；

2.硅烷燃烧获得的二氧化硅；

SiO₂含量能轻易达到99%，主要晶型是无定型；

3.人工合成的二氧化硅晶体；

类比自然界的水晶，SiO₂含量能轻易达到99%，主要晶型是石英相；

4.人工合成的二氧化硅熔融体；

类比自然界的玛瑙，SiO₂含量能轻易达到99%，主要晶型是无定型；

基于以上产品的深加工二氧化硅类商品：

1.有机改性的二氧化硅粉末（主要来自人工合成的二氧化硅）；

视包覆剂含量，但是通常SiO₂含量能轻易达到99%，主要晶型是无定型；

2.硅胶；

不考虑结晶水和内在水的话，SiO₂含量能轻易达到99%，主要晶型是无定型；

3.石英玻璃器皿：

SiO₂含量能轻易达到99%，主要晶型我没做过，应该是石英相，这类商品通常是实验室器皿（紫外比色皿）；

4.石英玻璃破碎而得的颗粒：

SiO₂含量能轻易达到99%，晶相是石英相。

5.石英坩埚：

SiO₂含量能轻易达到99%，主要晶型我没做过，用于单晶硅熔炼。

检测思路：

1.外观判断；

非均质块状固体基本上可以判断是来自天然岩石，水晶、玛瑙、石英岩外观特征明显；

砂状样品有可能是河砂、海砂，也可能是上述破碎而得，通常海砂的盐含量会高一些，要是洗涤过就没法子了。破碎而得的砂子边缘比天然形成的砂子尖锐，但是要是破碎完让他们自己相互折磨，磨圆边缘就很难区分了。

均质块状固体在发育良好的水晶、人工晶体、熔融石英里做选择。

粉末状固体通常质轻的都是人工合成的二氧化硅，较少碰到破碎天然岩石获得的二氧化硅粉末。

2.亲水性检测；

粉末类样品如遇水分散则是未经有机改性（包覆）的二氧化硅，上一步工艺来源应该是人工合成的二氧化硅；

如遇水不分散但是加入表面活性剂制品（如洗洁精）后分散的，应该是经有机改性（包覆）的二氧化硅，上一步工艺来源应该是人工合成的二氧化硅；

是否经过有机改性也可以通过红外光谱表征，可以直接使用ATR采样，或者有机溶剂提取包覆剂后进行红外光谱分析。

3.成分表征：

通常可以使用XRF进行检测，二氧化硅类样品SiO₂含量较高，使用ICP等方法前处理麻烦，通常用差减法测主含量，也容易测不准（少减杂质相），使用XRF检测容易出现的问题就是C元素以前的元素信息不能获得，结晶水、内含水的无法表征。

结晶水、内含水可以通过TGA来检测，结合XRF的信息，反推SiO₂含量。

通常使用衍射的方法检测晶相，最常见是石英相和无定型相。

至此，常见二氧化硅类商品的检测思路梳理完毕。

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