背景及概述^[1]

硅被认为对于形成和维持结缔组织具有重要作用，硅还有利于骨骼的矿化作用，因此硅对于骨骼和结缔组织的正常发育来说是必需的。以原硅酸形式存在的硅对于Al+3离子具有很高的亲和力，并有利于Al+3离子的消除。因此它可以减小铝对骨骼和脑的毒性作用。这些资料提示在生物生长期，特别是在病理状态时及时补充硅是非常有用的。硅新陈代谢的主要问题是它难以吸收，虽然硅是一种非常丰富的元素，但是它天然的存在方式是不溶于水的无机盐或无定形粘土，这种天然形式存在的硅是不能被生物所吸收的。我们食物中存在的硅主要是以硅铝酸盐或二氧化硅的形式出现，生物可利用性比较差。现在基本上已经确认了生物活性的硅必须是水溶性的，而且溶解度取决于硅原子上自己OH基团的数量。在血液和血管外的液体中，生理学上硅是以水合形式存在的，即原硅酸形式H4SiO4存在，其与生物体的PH值无关，而且几乎完全是以其自由形式存在，而且研究已表明：只有单体的或低聚的原硅酸能通过肠屏障。溶液中单体的原硅酸直到浓度大约为10-4Mol/L是相对稳定的；但是，当浓度增加时，H4SiO4分子结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胶体溶液或硅凝胶，其硅的生物可利用性减弱。原硅酸（H4SiO4）是二氧化硅（SiO2）的水合物。盐酸和Na2SiO3溶液起反应时生成白色胶状沉淀，这种白色胶状物沉淀叫做原硅酸的多聚体。现有的生产较高浓度原硅酸的方法是采用酸性很强的盐酸与可酸水解的硅化合物进行混合，通过盐酸制备原硅酸，并利用盐酸的强酸性维持原硅酸的低聚合度，增加原硅酸的稳定性，这种制备方法的缺点在于盐酸是一种易挥发的酸，而且挥发出的气体HCl是一种有毒气体，不利于环保。

应用^[2-5]

硅是植物、动物和人体所必需微量元素。在有水环境中，硅最初以原硅酸形式存在，原硅酸通过缩聚作用被快速转化成聚硅酸，它再转换成胶体溶液和凝胶。最终形成不溶性的硅酸盐。其应用举例如下：

1）制备一种石墨烯白炭黑高分散复合材料，包括以下步骤：在原硅酸溶液中加入氧化石墨或者氧化石墨水溶液硅油乳液充分分散制成悬浊液；采用水热法原位还原氧化石墨，同时原硅酸脱水；通过抽滤、洗剂、干燥，制得石墨烯白炭黑高分散复合材料。本发明从材料制备源头上解决石墨烯在填料、橡胶弹性体中的分散难题，显著改善白炭黑填充橡胶弹性体散热、防静电性能。

2）制备超细氧化铝和白炭黑。包括以下步骤：将煤系高岭岩破碎、焙烧、碱浸、过滤，得到硅酸钠液和碱浸渣，硅酸钠液进行碳酸化处理得到原硅酸沉淀滤饼和脱硅液，将原硅酸沉淀滤饼进行陈化、焙烧，得到白炭黑；碱浸渣采用碱石灰烧结法，将烧结处理的熟料进行自粉化、水淬、过滤，得到NaAlO2溶液，NaAlO2溶液进行碳酸化处理、焙烧后得到超细氧化铝。本发明的生产方法对设备的要求低，所有的副产物都被回收循环利用，实现了零排放，能耗低，经济环保，另外，

3）制备一种生物制剂，其包括原硅酸和硅酸，初级(“常数/第一”)渗压剂胆碱和没有游离羟基的弱碱化剂；以及涉及一种制备该制剂的方法，其包括：i)水解包括硅的胆碱溶液，从而形成胆碱稳定的原硅酸和低聚物溶液；ii)通过加入不具有羟基的弱碱化剂来碱化胆碱原硅酸和低聚物溶液；以及iii)任选加入二价微量元素和/或次级渗压剂，以获得生物制剂，并且涉及一种生物制剂的用途。

制备^[1]

原硅酸的制备方法，按以下步骤进行：

A)称取200g的SiO2与2kg的水进行混合，用搅拌器以每分钟800转的转速进行强烈搅拌，在15℃亨斯曼聚醚胺以下，滴加3NNaOH溶液，至PH值为8；

B)在强烈搅拌下，油浴加热至50℃，反应3小时至获得均匀的溶液；

C)将上述溶液进行压滤，去除溶液中的杂质；

D)将溶液冷却至室温，在强烈搅拌情况下，向上述溶液中通入CO2气体，控制通入CO2气体的流量为0.01L/min，至PH为4时停止通入CO2；

E)紧接着向步骤D)所得溶液中加入氯化胆碱，加入的氯化胆碱的重量与所述溶液的重量比为20∶100，用搅拌器以每分钟400转的转速搅拌10分钟，即为含硅2％-2.5％的稳定的原硅酸溶液。

主要参考资料

[1] CN200810061695.9一种原硅酸的制备方法

[2] CN95192009.X包括稳定的原硅酸的制剂和生物制剂

[3] CN201910590299.3一种石墨烯白炭黑高分散复合材料的制备方法

[4] CN201110369401.0利用煤系高岭土制备超细氧化铝联产白炭黑的方法

[5] CN200710186024.0具有渗压剂和二价微量元素的胆碱硅酸络合物