1. Асновы хіміі золю кремнезема і калоіднай стабільнасці
1.1 Макіяж і марфалогія часціц
(Золь дыяксіду крэмнія)
Золь дыяксіду крэмнія - гэта бяспечная калоідная дыфузія, уключаючы аморфны дыяксід крэмнія (SiO ₂) наначасціц, звычайна ў межах ад 5 каб 100 нанаметраў у дыяметры, адкласці ў стадыі вадкасці– часцей за ўсё вада.
Гэтыя наначасціцы складаюцца з трохмернай сеткі тэтраэдраў SiO ₄, ствараючы кіпрую і вельмі рэакцыйную паверхню, багатую силанолом (І– ой) каманды, якія кантралююць інтэрфейсныя звычкі.
Зольны стан тэрмадынамічна метастабільны, падтрымліваецца электрастатычным адштурхваннем паміж зараджанымі часціцамі; плошча паверхні плата развіваецца ў выніку іянізацыі силанольных груп, якія дэпратануюць вышэй рн ~ 2– 3, ствараючы адмоўна зараджаныя фрагменты, якія абараняюць адзін аднаго.
Форма часціц звычайна круглая, хоць праблемы з сінтэзам могуць паўплываць на тэндэнцыі збору і пакупкі на кароткія адлегласці.
Высокае стаўленне плошчы да аб'ёму– часта перавышае 100 м ДВА/г– робіць золь кремнезема выключна спагадным, што робіць магчымым моцнае ўзаемадзеянне з палімерамі, металаў, і арганічных малекул.
1.2 Стабілізацыйныя прылады і змена гелеобразования
Калоідная стабільнасць у золі дыяксіду крэмнія ў першую чаргу кантралюецца раўнавагай паміж ціскам Ван-дэр-Ваальса, які прыцягвае ўвагу, і электрастатычным адштурхваннем, апісана DLVO (Дзярагіна– Ландау– Хвалявацца– Авербек) тэорыя.
Пры нізкай іённай цягавітасці і рн каштуе вышэй за ізаэлектрычную кропку (~ pH 2), дзета-ёмістасць бітаў дастаткова неспрыяльная, каб спыніць агрэгацыю.
Аднак, даданне электралітаў, Змена pH у бок нейтральнасці, або рассейванне растваральніка можа экранаваць выдаткі на плошчу паверхні, мінімізаваць адштурхванне, і выклікаць зліццё бітаў, што прыводзіць да гелеутворення.
Гелеобразование цягне за сабой адукацыю трохмернай сеткі праз силоксан (І– О– І) фарміраванне сувязі паміж суседнімі фрагментамі, ператвараючы вадкі золь у жорсткі, пранікальны ксерагель пасля высыхання.
Гэты золь-гель зрух зварачальны ў некаторых сістэмах, але звычайна прыводзіць да незваротных структурных мадыфікацый, стварэнне асновы для інавацыйнай вытворчасці керамікі і кампазітаў.
2. Шляхі сінтэзу і кіраванне працэсам
( Золь дыяксіду крэмнія)
2.1 Тэхніка Stöber і кантраляваны рост
Найбольш агульнапрызнаным метадам стварэння монадысперснага золю дыяксіду крэмнія з'яўляецца працэс Штэбера, створана ў в 1968, які ўключае гідроліз і кандэнсацыю алкоксисиланов– звычайна тетраэтилортосиликат (TEOS)– у спіртавым сродку з нашатырным спіртам у якасці каталізатара.
Дакладна рэгулюючы такія параметры, як суадносіны вады і TEOS, канцэнтрацыя аміяку, склад растваральніка, і ўзровень тэмпературы водгуку, памер фрагмента можа быць прайграна ад ~ 10 нм да больш 1 мкм з цыркуляцыяй вузкага памеру.
Сістэма працягваецца шляхам нуклеацыі, якой далучаецца развіццё, абмежаванае дыфузіяй, дзе силанольные групы кандэнсуюцца для развіцця силоксановых сувязяў, назапашваючы крамянёвы каркас.
Гэты падыход падыходзіць для прыкладанняў, якія патрабуюць аднастайных сферычных фрагментаў, напрыклад, храматаграфічныя апоры, патрабаванні да каліброўкі, і фатонныя крышталі.
2.2 Курсы кіслотна-каталізаванага і біялагічнага сінтэзу
Альтэрнатыўныя метады сінтэзу ўключаюць кіслотна-каталізаваны гідроліз, што спрыяе лінейнай кандэнсацыі і выклікае яшчэ больш полідысперсных або агрэгаваных кавалачкаў, звычайна выкарыстоўваецца ў камерцыйных злучных і пластах.
Кіслотныя ўмовы (pH 1– 3) спрыяюць больш павольнаму гідролізу, аднак больш хуткай кандэнсацыі паміж пратанаванымі сіланоламі, ствараюць няправільныя або ланцугопадобныя структуры.
Апошнім часам дадаткова, натхнёныя біялогіяй і стратэгіі зялёнага сінтэзу фактычна з'явіліся, выкарыстанне сілікатэінавых ферментаў або раслінных экстрактаў для асаджэння дыяксіду крэмнія пры праблемах навакольнага асяроддзя, звядзенне да мінімуму выкарыстання энергіі і хімічных адходаў.
Гэтыя доўгатэрміновыя падыходы становяцца ўсё больш цікавымі для біямедыцынскіх і экалагічных прыкладанняў, дзе чысціня і біясумяшчальнасць важныя.
Акрамя таго, золь дыяксіду крэмнія прамысловага класа звычайна ствараецца з дапамогай працэдур іённага абмену з раствораў сілікатаў натрыю, прытрымліваецца электрадыялізу для выдалення іёнаў шчолачы і стабілізацыі коллоида.
3. Практычнае месца жыхарства і ўзаемадзеянне звычак
3.1 Рэакцыйная здольнасць паверхні і метады мадыфікацыі
Плошча паверхні наначасціц дыяксіду крэмнія ў золі кантралюецца групамі сіланолаў, якія могуць удзельнічаць у вадародных сувязях, адсорбцыі, і кавалентнай прышчэпкі арганасіланамі.
Змена плошчы паверхні з выкарыстаннем камбінуючых прадстаўнікоў, такіх як 3-амінапрапілтрыэтаксісілан (ПАДАТЫЧНЫ) або метилтриметоксисилан ўяўляе функцыянальныя каманды (напрыклад,– NH ДВА,– CH ₃) якія змяняюць гідрафільнасць, рэактыўнасць, і сумяшчальнасць з натуральнымі матрыцамі.
Гэтыя мадыфікацыі дазваляюць золь дыяксіду крэмнія служыць у якасці сумяшчальніка ў арганічных і неарганічных злучэннях., павышэнне дыфузіі ў палімерах і ўзмацненне механічных, тэрмічны, або бар'ерныя дамы.
Немадыфікаваны золь дыяксіду крэмнія праяўляе моцную гідрафільнасць, што робіць яго ідэальным для вадкасных сістэм, у той час як змененыя версіі можна диспергировать ў непалярных растваральніках для спецыяльных слаёў і чарнілаў.
3.2 Реологические і аптычныя характарыстыкі
Дыфузіі золю кремнезема звычайна дэманструюць ньютанаўскія звычкі цыркуляцыі пры паніжаным фокусе, аднак глейкасць павялічваецца з загрузкай фрагментаў і можа перайсці да разрэджвання зруху пры высокім утрыманні цвёрдых рэчываў або частковай агрэгацыі.
Гэтая рэалагічная наладжвальнасць выкарыстоўваецца ў аздабленні, дзе рэгуляваная цыркуляцыя і выраўноўванне важныя для паслядоўнага фарміравання плёнкі.
Аптычна, Золь дыяксіду крэмнія празрысты ў прыкметным спектры з-за субхвалевага памеру фрагментаў, што памяншае рассейванне святла.
Гэтая адкрытасць дазваляе выкарыстоўваць яго ў празрыстых пакрыццях, антыблікавым плёнкі, і аптычныя клеі без шкоды для эстэтычнага якасці.
Пры сушцы, атрыманая крэмневая плёнка захоўвае адкрытасць, адначасова забяспечваючы цвёрдасць, ўстойлівасць да ізаляцыі, і тэрмічнай стабільнасцю да ~ 600 °C.
4. Прамысловыя і пашыраныя прымянення
4.1 Пакрыцці, Кампазіты, і керамікі
Золь дыяксіду крэмнія старанна выкарыстоўваецца для пакрыцця паверхні паперы, тканіны, сталі, і будаўнічыя матэрыялы для паляпшэння воданепранікальнасці, ўстойлівасць да драпін, і ўстойлівасць.
У праклейванні паперы, гэта павышае прыдатнасць для друку і вільгацеўстойлівасць жылых памяшканняў; у фабрычных падшыўках, ён замяняе прыродныя смалы экалагічна чыстымі неарганічнымі альтэрнатывамі, якія лёгка раскладаюцца падчас адліўкі.
Як прадвеснік сілікатнага шкла і керамікі, золь кремнезема дазваляе вырабляць пры нізкай тэмпературы густы, элементы высокай чысціні з дапамогай золь-гель апрацоўкі, прадухіленне высокага каэфіцыента плаўлення кварца.
Ён таксама выкарыстоўваецца для распаўсюджвання фінансавых інвестыцый, дзе ён стварае цвёрдае рэчыва, вогнетрывалыя формы з вялікай аздабленнем паверхні.
4.2 Біямедыцынскія, Каталітычны, і энергетычныя прыкладання
У біямедыцыне, золь кремнезема служыць сістэмай для сістэм размеркавання лекаў, біясенсары, і дыягнастычная візуалізацыя, дзе функцыяналізацыя плошчы паверхні дазваляе мэтанакіраванае звязванне і рэгуляванае вызваленне.
Наначасціцы мезопористого кремнезема (MSN), атрыманы з шаблоннага золю дыяксіду крэмнія, забяспечваюць высокую здольнасць да ўпакоўкі і прылады вызвалення, якія рэагуюць на стымулы.
У якасці дапамогі каталізатара, золь дыяксіду крэмнія дае матрыцу з вялікай плошчай паверхні для паралізавання наначасціц сталі (напр., Пт, Au, Pd), павышэнне дысперсіі і каталітычнай эфектыўнасці ў хімічных зменах.
У энергетыцы, золь кремнезема выкарыстоўваецца ў сепаратарах батарэй для павышэння тэрмічнай стабільнасці, у мембранных пластах газавых клетак для павышэння пратоннай праводнасці, і ў герметыках сонечных панэляў для абароны ад вільгаці і механічнага напружання.
У рэзюмэ, золь дыяксіду крэмнія ўяўляе сабой асноўны нанаматэрыял, які спалучае малекулярную хімію і макраскапічныя характарыстыкі.
Яго кіраваны сінтэз, наладжвальная хімія плошчы паверхні, і гнуткае кіраванне дазваляюць трансфармаваць прымянення ва ўсіх сектарах, ад працяглай вытворчасці да складанай медыцынскай дапамогі і сістэм харчавання.
Па меры развіцця нанатэхналогій, золь кремнезема працягвае функцыянаваць як дызайнерская сістэма для стварэння разумнага, шматфункцыянальныя калоідных прадукты.
5. Дыстрыбутар
Cabr-Concrete з'яўляецца пастаўшчыком дабаўкі для бетону з над 12 шматгадовы вопыт энергазберажэння нанабудаўніцтва і развіцця нанатэхналогій. Ён прымае аплату з дапамогай крэдытнай карты, T/T, West Union і Paypal. TRUNNANO будзе адпраўляць тавары кліентам за мяжу праз FedEx, DHL, па паветры, або па моры. Калі вы шукаеце якасную дабаўку для бетону, калі ласка, не саромейцеся звязацца з намі і адправіць запыт.
Тэгі: золь кремнезема,золь калоіднага крэмнія,золь крэмнія
Усе артыкулы і малюнкі з Інтэрнэту. Калі ёсць праблемы з аўтарскім правам, калі ласка, звяжыцеся з намі своечасова, каб выдаліць.
Запытайце нас