ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH TỔNG HỢP XÚC TÁC PALLADIUM TRÊN CHẤT MANG SILICA

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHIỆP TPHCM
KHOA CƠNG NGHỆ HĨA HỌC

ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH

TỔNG HỢP XÚC TÁC PALLADIUM
TRÊN CHẤT MANG SILICA

Giáo viên hướng dẫn: T.S BÙI TẤN NGHĨA
Sinh viên thực hiện: PHÙNG MINH TÂN
MSSV: 11046851
Lớp: DHHO7
Năm Học: 2011-2015

TP. Hồ Chí Minh, tháng 8 năm 2015


TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHIỆP TPHCM
KHOA CƠNG NGHỆ HĨA HỌC

ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH

TỔNG HỢP XÚC TÁC PALLADIUM
TRÊN CHẤT MANG SILICA

Giáo viên hướng dẫn: T.S BÙI TẤN NGHĨA
Sinh viên thực hiện: PHÙNG MINH TÂN
MSSV: 11046851
Lớp: DHHO7
Năm Học: 2011-2015

TP. Hồ Chí Minh, tháng 8 năm 2015


3
TRƯỜNG ĐH CƠNG NGHIỆP TP. HCM
KHOA CƠNG NGHỆ HĨA HỌC
----- // -----

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT
NAM
Độc lập – Tự do - Hạnh phúc
----- // -----

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH
Họ và tên sinh viên: PHÙNG MINH TÂN
MSSV: 11046851
Lớp: DHHO7
Chun ngành: Cơng nghệ Hóa Hữu cơ
1. Tên đồ án chuyên ngành: Tổng hợp xúc tác Palladium trên chất mang Silica
2. Nhiệm vụ của đồ án chuyên ngành:
−
−
−
−

Tìm hiểu về Silica và các cách điều chế.
Tiến hành điều chế Silica để làm chất mang xúc tác.
Tìm hiểu về các phương pháp tẩm để điều chế xúc tác.
Tổng hợp xúc tác Palladium trên chất mang Silica bằng phương pháp
tẩm.

3. Ngày giao đồ án chuyên ngành: 15/3/2015
4. Ngày hoàn thành đồ án chuyên ngành: 31/7/2015
5. Họ tên giáo viên hướng dẫn: BÙI TẤN NGHĨA

Tp. Hồ Chí Minh, ngày tháng 8 năm 2015
Chủ nhiệm bộ môn

Giáo viên hướng dẫn

chuyên ngành

TS. Bùi Tấn Nghĩa

TS. Bùi Tấn Nghĩa


4

LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên, em xin cảm ơn thầy Bùi Tấn Nghĩa là giáo viên hướng dẫn của
em. Thầy đã hướng dẫn, chỉ bảo em tận tình, giúp đỡ, giải thích thắc mắc và động
viên em ln cố gắng trong q trình hồn thành đề tài này.
Em cũng gửi lời cảm ơn đến các quý Thầy/Cô thuộc Khoa Công Nghệ Hóa
Học đã tạo nhiều điều kiện cho em mượn dụng cụ thí nghiệm cần thiết để hồn
thành đề tài.
Em xin chân thành cảm ơn Ban chủ nhiệm Khoa Công nghệ Hóa học, cơ Lê
Thị Thanh Hương – trưởng khoa và quý thầy cô công tác tại Khoa Công nghệ Hóa
học cũng như thầy cơ Bộ mơn Hóa Hữu cơ đã tận tình chỉ dạy cho chúng em khơng
những kiến thức chun mơn mà cịn cả kiến thức xã hội để ứng dụng trong cuộc

sống và tạo điều kiện thuận lợi để em có đầy đủ dụng cụ thiết bị cần thiết trong suốt
quá trình thực hiện đề tài tốt nghiệp để hồn thành khóa học.
Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo trường ĐH Công
Nghiệp Tp.HCM đã tạo mọi điều kiện thuận lợi về cơ sở vật chất, trang thiết bị để
chúng em học tập.
Em xin chân thành cảm ơn!
TP. Hồ Chí Minh, ngày

tháng 8 năm 2015

Sinh viên thực hiện

Phùng Minh Tân


5

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
Phần đánh giá:
• Ý thức thực hiện:...............................................................................................

• Nội dung thực hiện:...........................................................................................
• Hình thức trình bày:..........................................................................................
• Tổng hợp kết quả:.............................................................................................
Điểm bằng số:.......................Điểm bằng chữ:.......................................
Tp. Hồ Chí Minh, ngày

tháng 8 năm 2015

Giáo viên hướng dẫn

TS. Bùi Tấn Nghĩa


6

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
Phần đánh giá:
• Ý thức thực hiện:...............................................................................................
• Nội dung thực hiện:...........................................................................................
• Hình thức trình bày:..........................................................................................

• Tổng hợp kết quả:.............................................................................................
Điểm bằng số:.......................Điểm bằng chữ:.......................................
Tp. Hồ Chí Minh, ngày

tháng 8 năm 2015

Giáo viên phản biện


7

MỤC LỤC


8

DANH MỤC BẢNG BIỂU


9

DANH MỤC HÌNH ẢNH


10

DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT
FT-IT

: Biến đổi Fourier -hồng ngoại

XRD

: Nhiễu xạ tia X

SEM

: Kính hiển vi điện tử quét

TEM

: Kính hiển vi điện tử truyền qua

TGA

: Phân tích nhiệt trọng lượng

AAS

: Phương pháp đo phổ hấp thụ nguyên tử

LD50

: Lethal dose, 50% ( liều lượng gây chết 50%)

OSHA

: Hệ thống quản lý An toàn sức khỏe nghề nghiệp

IUPAC

: Liên minh Quốc tề về Hóa học thuần túy và Hóa học ứng dụng

BET

: Diện tích bề mặt riêng

MQTP

: Mao quản trung bình


11

DANH SÁCH KÍ HIỆU
SiO2

: Silic dioxit

Pd(Oac)2

: Palladium acetate

Na2SiO3

: Natri Silicate

HCl

: Axit Clohidric

Pd

: Palladium

EG

: Etylen Glycol

N2

: Khí nitơ


12

LỜI MỞ ĐẦU
Vật liệu mao quản nói chung cũng như Silica nói riêng đều có tầm quan
trọng đặc biệt trong cuộc sống của chúng ta hiện nay và được ứng dụng trong nhiều
lĩnh vực đời sống.
Silica tồn tại xung quanh cuộc sống của chúng ta và ở nhiều dạng khác
nhau, mỗi dạng lại có những tính chất đặc trưng riêng của nó. Những tính chất này
góp phần làm đa dạng, phong phú thêm cho các lĩnh vực nghiên cứu và khả năng
ứng dụng về Silica.
Các tính chất của Silica càng ngày càng được nghiên cứu nhiều hơn, để
nâng cao thêm tầm ứng dụng của nó, phục vụ cho cuộc sống của con người và góp
phần cải thiện mơi trường Trái Đất. Silica cũng tồn tại bên trong các tế bào thực vật
tạo nên sự sống, giữa cân bằng về mặt vật chất. Bên cạnh những mặt tích cực thì
Silica cũng có những tác hại tới con người và mơi trường, nó gây nên ơ nhiễm
khơng khí, tạo ra bụi gây các bệnh về hô hấp cho con người, việc giải quyết các vấn

đề về ô nhiễm do Silica gây ra cũng là một vấn đề nan giải. Từ đó, ta thấy được sự
quan trọng của Silica trong sự tồn tại của các sinh vật và con người trên Trái Đất
này.
Với nhiều tích chất như đã nêu ở trên nên ta chọn Silica để tiến hành nghiên
cứu, riêng trong đề tài đồ án này ta chỉ nguyên cứu một lĩnh vực nhỏ của nó là làm
chất mang cho xúc tác, lý do ta chọn Silica làm chất mang xúc tác vì những tính
chất điển hình, đặc trưng của nó (phần này sẽ trình bày trong phần nội dung của đề
tài).


13

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1. Vật liệu mao quản Silica:
1.1.1. Sơ lược về vật liệu mao quản:
Vật liệu mao quản là vật liệu rắn có bề mặt diện tích riêng lớn và xốp nên
nó được ứng dụng rộng rãi trong cơng nghiệp, kỹ thuật để làm chất hấp phụ và chất
xúc tác.[1]
Theo quy định của hiệp hội IUPAC (International Union of Pure and
Applied Chemistry) thì vật liệu mao quản có thể chia làm 3 loại: Vật liệu vi mao
quản, Vật liệu mao quản trung bình, Vật liệu mao quản lớn.[1]
1.1.1.1. Vật liệu vi mao quản:
Đường kính lỗ xốp d < 2nm, ví dụ: zeolit và các vật liệu có cấu trúc tương
tự zeolit như aluminosilicat, aluminophotphat... Zeolit là vật liệu rắn rất quen thuộc
với lĩnh vực xúc tác hấp phụ. Nó là các nhôm silicat (Al-Si) tinh thể hydrat chứa các
mao quản đồng nhất. [1]
Đến nay, người ta đã chế tạo được hàng trăm loại zeolit có hình thể hình
học, cấu trúc và thành phần hóa học khác nhau, song trong đó chỉ có vài chục zeolit
có ứng dụng trong cơng nghiệp zeolit A, X dùng trong lĩnh vực trao đổi ion, làm
khan khí (và khơng khí); zeolit Y, ZSM-5 trong cracking dầu mỏ, isome chọn lọc

hình học cơng nghiệp hóa dầu, mordenite trong isome hóa parafin nhẹ (C5-C6).[1]
Hạn chế lớn nhất của zeolit là kích thước mao quản của vật liệu nhỏ hơn
1nm. Người ta cho rằng có lẽ xuất phát từ đơn vị cấu trúc thứ cấp SUB (second
building unnit) nhỏ nhất của hệ Al-Si (vòng 4 cạnh) nên khơng thể tạo ra được các
vịng cửa sổ mao quản rộng hơn. Do đó người ta phải đi tìm những vật liệu mới có
thành phần hóa học khác với Al-Si.[1]
Tuy nhiên, dựa vào các kết quả nghiên cứu về vật liệu nano mao quản hiện
nay thì zeolit vẫn là hệ xúc tác quan trọng cho nhiều chuyển hóa hóa học. Những
hướng nghiên cứu triển vọng của hệ zeolit đang và sẽ được thực hiện là:


14
−

Nghiên cứu zeolit có mao quản siêu rộng, có kích thước mao quản cỡ 20

−

Å với thành phần hóa học khác nhau như Zr-Si, Zn-Si,Li-Si…[1]
Nghiên cứu chế tạo nano zeolit: những tinh thể zeolit có kích cỡ nanomet
sẽ có nhiều tính chất hóa lý bề mặt, hấp phụ, xúc tác,…khác biệt so với
zeolit được chế tạo theo phương pháp thông thường hiện nay ( với kích

−

thước tinh thể vài micromet). [1]
Chế tạo vật liệu mao quản trung bình trật tự và không trật tự dựa trên
nguyên liệu zeolit theo cách thích hợp.[1]

1.1.1.2.Vật liệu mao quản trung bình:

Đường kính lỗ xốp 2nm < d < 50nm, ví dụ: M41S, MSU, SBA,... Vật liệu
mesopore là vật liệu có cấu trúc là những lỗ mao quản trung bình, có hệ thống mao
quản sắp xếp đồng nhất với kích thước lỗ xốp từ 20-200Å nên nó cho phép các phân
tử có kích thước lớn khuyếch tán và chuyển hóa qua mao quản. [2]
Vật liệu MQTB đã khắc phục được những hạn chế của các loại zeolite với
đường kính mao quản cỡ 10Å. Tuy hoạt tính xúc tác khơng cao bằng zeolite nhưng
độ chọn lọc của nó cao hơn. [2]
Những năm gần đây, các nhà khoa học đã tổng hợp được họ vật liệu MQTB
mới ký hiệu SBA (Santa Barbara Acid). Vật liệu này có độ trật tự cao, kích thước
mao quản có thể lên tới 500Å. Cấu trúc của SBA phụ thuộc chủ yếu vào loại chất
hoạt động bề mặt được sử dụng và cho đến nay họ SBA đã có 16 loại từ SBA-1 đến
SBA-16.[2]
1.1.1.3.Vật liệu mao quản lớn:
Đường kính lỗ xốp d > 50nm, ví dụ: các gel mao quản, thuỷ tinh mao
quản...Vật liệu mao quản lớn thì ít được nghiên cứu hơn các loại mao quản trên nó
chủ yếu là các các gel mao quản, thuỷ tinh mao quản...[2]


15

Hình 1.1. Phân loại mao quản theo IUPAC
Bảng 1.1: Tính chất vật lý và hóa học của vật liệu mao quản khi làm chất mang xúc
tác
Tính chất vật lý

−
−
−
−
−

−
−

Bền cơ học.
Khối lượng thể tích (dung trọng)
phù hợp.
Cấp nguồn (hoặc bộ) thốt nhiệt.
Làm lỗng pha q hoạt tính.
Tăng diện tích bề mặt hoạt tính.
Tối ưu hố độ xốp chất xúc tác.
Tối ưu hố kích cỡ cấu tử và tinh
thể kim loại.

Tính chất hoá học
−
−

Trơ với các phản ứng phụ.
Ổn định dưới các điều kiện phản

−

ứng và điều kiện tái sinh.
Phản ứng với chất xúc tác để làm
tăng độ hoạt tính đặc trưng hoặc

−

tính chọn lọc.
Làm ổn định chất xúc tác để chống

−

lại sự dính kết.
Làm giảm tối thiểu sự nhiễm độc
chất xúc tác.

Trong ba loại vật liệu kể trên, thì vật liệu MQTB hay còn gọi là vật liệu
mesopore là hay gặp nhất và có tác dụng rất lớn trong nghiên cứu xúc tác dị thể. Vật
liệu mesopore là một trong những vật liệu quan trọng trong hóa học hấp phụ và xúc
tác vì nó có tính chất chọn lọc cao. [2]


16
Các loại vật liệu oxit như oxit silic, oxit nhôm, oxit titan và oxit zircon với
kích thước lỗ xốp trung bình có nhiều đặc tính tốt, có thể ứng dụng làm chất mang
và chât hấp phụ chọn lọc trong công nghiệp lọc hóa dầu.[3]

Hình 1.2: Cấu trúc mao quản
Vật liệu mao quản điển hình bao gồm một số loại Silica và alumina có cấu
trúc xốp tương tự nhau như oxit mao quản của niobi, tantali, titan, zirconium, xeri
và thiếc. Theo IUPAC, một vật liệu mao quản có thể xáo trộn hay sắp xếp theo một
cấu trúc xốp.[3]

Hình 1.3: Hình dạng lỗ mao quản


17

Một quy trình sản xuất vật liệu mao quản (Silica) đã được cấp bằng sáng

chế khoảng năm 1970. Nó đã được tiến hành một cách rất bài bản nhưng trớ trêu
thay gần như khơng một ai chú ý đến nó do vào thời điểm này nhu cầu sử dụng
không cao và sau đó nó đã được tái bản vào năm 1997. [2]
Hạt nano Silica mao quản (MSNs) đã được tổng hợp một cách độc lập vào
năm 1990 bởi các nhà nghiên cứu tại Nhật Bản. Sau này nó cũng được sản xuất tại
phịng thí nghiệm Tổng cơng ty Mobil và đặt tên là vật liệu Mobil Crystalline hoặc
MCM-41.[1]
Kể từ đó, việc nghiên cứu trong lĩnh vực này đã tăng trưởng đều đặn. Ví dụ
đáng chú ý của các ứng dụng tiềm năng là xúc tác, hấp phụ, cảm biến khí, trao đổi
ion, quang học và pin quang điện .[3]

Hình 1.4: Lưới mao quản


18

1.1.2. Nguồn gốc, thành phần Silica:
Mặc dù nó là kém hịa tan, Silica xuất hiện rộng rãi trong nhiều lồi thực
vật. Các lồi thực vật có hàm lượng Silica cao cho thấy được tầm quan trọng của nó
đối với các lồi động vật ăn cỏ, cơn trùng, động vật móng guốc.[4]
Sự Silicat hóa bên trong cơ thể và bởi các tế bào đã được phổ biến trong thế
giới sinh học trong hơn một tỷ năm. Trong thế giới hiện đại, nó xảy ra ở vi khuẩn,
sinh vật đơn bào, thực vật và động vật (vật không xương sống và động vật có xương
sống). [4]
Silic dioxit là một hợp chất hóa học cịn có tên gọi khác là Silica (từ tiếng
Latin silex), là một ơxít của silic có cơng thức hóa học là SiO 2 và nó có độ cứng cao
được biết đến từ thời cổ đại xa xưa. [4]
Phân tử SiO2 không tồn tại ở dạng đơn lẻ mà liên kết lại với nhau thành
phân tử rất lớn. [4]

Hình 1.5: Các liên kết trong phân tử Silica
Khoáng chất kết tinh được hình thành trong mơi trường sinh lý có tính chất
vật lý đặc biệt như sức mạnh, độ cứng, độ bền phá hủy và có xu hướng hình thành
các cấu trúc phân cấp nhằm cơ cấu trên các vùng khác nhau. [4]
Các khống chất được kết tinh từ mơi trường chưa bão hòa đối với silic và
trong điều kiện pH trung tính và nhiệt độ thấp (0-40°C).[4]


19
Silica có hai dạng cấu trúc là dạng tinh thể và vơ định hình. Trong tự nhiên
Silica tồn tại chủ yếu ở dạng tinh thể hoặc vi tinh thể (thạch anh, triđimit,
cristobalit, cancedoan, đá mã não), đa số Silica tổng hợp nhân tạo đều được tạo ra ở
dạng bột hoặc dạng keo và có cấu trúc vơ định hình (Silica colloidal). Một số dạng
Silica có cấu trúc tinh thể có thể được tạo ra ở áp suất và nhiệt độ cao như coesit và
stishovit. [4]

Hình 1.6: Đá mã não
Trong điều kiện áp suất thường, Silica tinh thể có ba dạng thù hình chính,
đó là thạch anh, triđimit và cristobalit. Mỗi dạng thù hình này lại có hai hoặc ba
dạng thứ cấp: dạng thứ cấp α bền ở nhiệt độ thấp và dạng thứ cấp β nhiệt độ cao.[4]

Hình 1.7: Thạch anh


20

Silica được tìm thấy phổ biến trong tự nhiên ở dạng cát hay thạch anh, cũng
như trong cấu tạo thành tế bào của tảo cát. Nó là thành phần chủ yếu của một số loại
thủy tinh và chất chính trong bê tơng. Silica là một khống vật phổ biến trong vỏ
Trái Đất.[4]

Hình 1.8: Sơ đồ liên kết của Silica
Các dạng ổn định trong điều kiện bình thường là α-thạch anh và đây là dạng
mà trong đó tinh thể silicon dioxide thường gặp nhất. Các tạp chất thiên nhiên có
trong tinh thể α-thạch anh có thể làm tăng màu sắc của thạch thanh.[4]
Các khoáng chất ở nhiệt độ cao như cristobalite và tridymite, có mật độ
thấp hơn và chỉ số khúc xạ cao hơn so với thạch anh kể cả khi thành phần là giống
hệt nhau, lý do dẫn đến sự khác nhau này là ở các khống chất có trong quặng khi
tăng nhiệt độ cao lên những khoảng cách tăng lên khác nhau, nhiệt độ càng cao các
nguyên tử rung động năng lượng tăng lên.[4]


21

Hình 1.9: Cristobalite

Hình 1.10: Cấu tạo của Tridymite
Các khống chất cao áp như seifertite, stishovit và coesit, có mật độ cao
hơn và chỉ số khúc xạ khi so với thạch anh. Điều này là do sự nén mạnh của các
nguyên tử xảy ra trong quá trình hình thành của các quặng trên, dẫn đến một cấu
trúc chặt chẽ hơn.[4]


22

Hình 1.11: Quặng Coesit
Silica Faujasite là một dạng khác của silica tinh thể. Người ta điều chế bằng
quá trình khử amit của một hợp chất chứa natri thấp phân tử, nó cực kỳ ổn định khi
cho thêm γ-zeolite kết hợp với một axit và cuối cùng là quá trình xử lý nhiệt. Sản
phẩm thu được có chứa hơn 99% silica, có độ kết tinh cao và diện tích bề mặt cao

(trên 800 m2/g).[4]
Faujasite-silica có tính ổn định nhiệt và acid rất cao. Ví dụ, nó duy trì một
mức độ trật tự phân tử cao và rất bền vững, ngay cả sau khi đun sơi trong axit
clohiđric đậm đặc.[4]

Hình 1.12: Cấu trúc Faujasite-silica


23

Chưa có sự rõ ràng nào về tác động của Silica trong dinh dưỡng của động
vật . Quan điểm này cho thấy đó là một thách thức vì Silica ở khắp mọi nơi. Trong
hầu hết các trường hợp hòa tan thì nó chỉ hịa tan một lượng nhỏ trong mơi chất.[1]

Hình 1.13: Silica trong giới sinh vật
Điều này làm cho ta trở nên khó khăn trong việc đảm bảo sự tồn tại của
Silica, những tác động có lợi hay có hại của nó và khi sự tồn tại của nó hồn tồn
ngẫu nhiên trong tế bào thì ta cũng khó mà xác định được vì nồng độ nhỏ.[1]
Sự đồng thuận và nhất trí hiện nay cho quan điểm trên là nó quan trọng
trong sự phát triển và điều hịa hoạt động của các mô liên kết. Điều này không chỉ
đúng đối với các mô liên kết cứng như xương và răng nhưng cũng có thể là do trong
mơi trường sinh hóa có chứa các tế bào có cấu trúc enzyme phù hợp nên nó có thể
liên kết với Silica.[2]
1.1.3. Cấu trúc của Silica:
Trong phần lớn các silicat , các nguyên tử Si có phối hợp tứ diện với bốn
nguyên tử oxy xung quanh một nguyên tử Si trung tâm.
Các ví dụ phổ biến nhất là dạng tinh thể thạch anh silica SiO 2. Trong dạng
tinh thể ổn định trung bình về nhiệt của silica, tất cả bốn đỉnh (hoặc nguyên tử oxy)
của SiO4 tứ diện chia sẻ năng lượng với nhau tạo nên cơng thức hóa phân tử của
silica SiO2.[4]

24

Hình 1.14: SiO2
Ba dạng tinh thể của Silica có cách sắp xếp khác nhau của các nhóm tứ diện
SiO4 ở trong tinh thể. Ở thạch anh α, góc liên kết Si-O-Si bằng 150°, ở tridimit và
cristobalit thì góc liên kết Si-O-Si bằng 180°.[4]

Hình 1.15: Cấu tạo hình học của Silica
Trong thạch anh, những nhóm tứ diện SiO4 được sắp xếp sao cho các
nguyên tử Si nằm trên một đường xoắn ốc quay phải hoặc quay trái, tương ứng với
α-thạch anh và β-thạch anh.[4]
Từ thạch anh biến thành cristobalit cần chuyển góc Si-O-Si từ 150° thành
180°, trong khi đó để chuyển thành α-tridimit thì ngồi việc chuyển góc này cịn
phải xoay tứ diện SiO4 quanh trục đối xứng một góc bằng 180°.[4]


25

Hình 1.16: Tridimit
Silica có một số dạng tinh thể khác nhau (đa hình) ngồi các dạng vơ định
hình. Với ngoại lệ là stishovit và silica dạng sợi, tất cả các hình dạng tinh thể đều có
cấu trúc tương tự nhau là tứ diện SiO 4 liên kết với nhau bởi các đỉnh và được kết nối
bởi một sự sắp xếp khác nhau.[2]
Chiều dài của dãy cấu trúc liên kết Si-O khác nhau giữa các hình dạng tinh
thể khác nhau, ví dụ như trong α-thạch anh chiều dài dãy cấu trúc liên kết là 161
pm, trong khi α-tridymite nó nằm trong khoảng 154-171 pm.[4]
Góc Si-O-Si cũng khác nhau giữa các dạng tinh thể, bắt đầu từ một giá trị
thấp của α-tridymite là 140o, lên đến 180° của β-tridymite. Trong α-thạch anh các

góc Si-O-Si là 144 °.[4]
Silica dạng sợi có cấu trúc tương tự như của SiS 2 với một chuỗi dài có các
cạnh liên kết với SiO4 tứ diện. Stishovite là một hình dạng xuất hiện ở áp suất cao
hơn, nó liên kết phối trí với sáu phối tử Silic. Mật độ của stishovite là 4,287 g/cm 3,
trong đó nếu đem so sánh với các hình dạng xuất hiện ở áp suất thấp của α-thạch
anh thì hình dạng này có một mật độ 2,648 g/cm3.[4]