Trong lĩnh vực điều chế vật liệu hóa học rộng lớn, quá trình thủy phân pha khí có một vị trí quan trọng trong việc điều chế Natri keo silica với những ưu điểm độc đáo của nó. Phương pháp này có thể kiểm soát chính xác sự phân bố kích thước hạt và độ tinh khiết của sản phẩm, đồng thời có thể đảm bảo rằng silica sol được tạo ra có độ phân tán và ổn định tốt.

Nguyên liệu chính của quá trình thủy phân pha khí là chlorosilane, chẳng hạn như silicon tetrachloride (SiCl₄) và hơi nước làm môi trường phản ứng. Những nguyên liệu thô này cần phải được sàng lọc và xử lý trước một cách nghiêm ngặt để đảm bảo độ tinh khiết và khả năng phản ứng của nó. Cũng cần chuẩn bị một lượng hydro hoặc oxy thích hợp làm khí mang để đưa nguyên liệu thô vào vùng phản ứng.

Quá trình phản ứng thủy phân pha khí như sau.
Trộn và gia nhiệt: Clorosilane và hơi nước được trộn theo một tỷ lệ nhất định và được đun nóng đến nhiệt độ cao cần thiết cho phản ứng thông qua hệ thống gia nhiệt trước. Phạm vi nhiệt độ này thường nằm trong khoảng từ 1000oC đến 2000oC, tùy thuộc vào loại chất phản ứng và điều kiện phản ứng.
Thủy phân pha khí: Ở nhiệt độ cao, chlorosilanes trải qua phản ứng thủy phân pha khí mạnh với hơi nước. Trong quá trình này, liên kết silicon-clo trong phân tử chlorosilane bị phá vỡ và kết hợp với hydroxit trong phân tử nước để tạo ra silicon dioxide (SiO₂) và hydro clorua (HCl). Phương trình phản ứng có thể được đơn giản hóa thành: SiCl₄ 2H₂O → SiO₂ 4HCl.
Tạo mầm và phát triển: Khi phản ứng diễn ra, các hạt silicon dioxide được tạo ra bắt đầu tạo mầm và dần dần phát triển. Những hạt này vẫn lơ lửng trong pha khí và tạo thành các hạt lớn hơn thông qua va chạm và trùng hợp. Khí hydro clorua sinh ra do phản ứng được thải ra khỏi hệ thống phản ứng ngay lập tức để tránh những ảnh hưởng bất lợi đến quá trình phản ứng.
Làm mát và thu gom: Các hạt silicon dioxide được tạo ra bởi phản ứng đi vào vùng làm mát theo luồng không khí, nguội nhanh và đông đặc ở nhiệt độ thấp và được nước hấp thụ để tạo thành silica sol. Để cải thiện độ ổn định và khả năng phân tán của silica sol, dung dịch có thể cần được xử lý thêm, chẳng hạn như thêm chất ổn định hoặc điều chỉnh giá trị pH.

Silica sol được điều chế bằng phương pháp thủy phân pha khí thường cần một loạt các xử lý tiếp theo để loại bỏ tạp chất, điều chỉnh sự phân bố kích thước hạt và cải thiện hiệu suất sản phẩm. Các bước xử lý này có thể bao gồm lọc, rửa, sấy khô và phân tán. Natri Colloidal Silica/Silica Sol cuối cùng có đặc tính vật lý và hóa học tốt và được sử dụng rộng rãi trong ngành đúc chính xác, công nghiệp sơn, công nghiệp sản xuất giấy và chất xúc tác.