1. Основи на химията на силициевия зол и колоидната стабилност
1.1 Грим и морфология на частиците
(Силициева сол)
Силициевият зол е сигурна колоидна дифузия, включваща аморфен силициев диоксид (SiO ₂) наночастици, обикновено вариращи от 5 към 100 нанометри в диаметър, оставен на изчакване в стадий на течност– най-често вода.
Тези наночастици са изградени от триизмерна мрежа от SiO ₄ тетраедри, създавайки пореста и силно реактивна повърхност, богата на силанол (и– ОХ) екипи, които контролират интерфейсните навици.
Състоянието на зол е термодинамично метастабилно, поддържани от електростатично отблъскване между заредените частици; таксата за повърхностна площ се развива от йонизацията на силанолните групи, които депротонират над pH ~ 2– 3, генерирайки отрицателно заредени фрагменти, които се предпазват един от друг.
Формата на частиците обикновено е кръгла, въпреки че проблемите със синтеза могат да повлияят на тенденциите за събиране и закупуването на къси разстояния.
Високото съотношение площ/обем– често превишава 100 m ДВЕ/ g– прави силициевия зол изключително отзивчив, което прави възможно силни взаимодействия с полимери, метали, и органични молекули.
1.2 Устройства за стабилизиране и промяна на желирането
Колоидната стабилност в силициевия зол се контролира основно от равновесието между ван дер Ваалсови хващащи окото налягания и електростатично отблъскване, описано от DLVO (Дерягин– Ландау– Тревожи се– Овърбийк) теория.
При ниска йонна издръжливост и стойности на pH над изоелектричната точка (~ pH 2), зета капацитетът на битовете е достатъчно неблагоприятен, за да спре агрегацията.
Въпреки това, добавяне на електролити, промяна на pH към неутралност, или разсейването на разтворителя може да скринира разходите за повърхностна площ, минимизирайте отблъскването, и причиняват сливане на битове, което води до желиране.
Желирането включва образуването на триизмерна мрежа чрез силоксан (и– О– и) образуване на връзка между съседни фрагменти, промяна на течния зол в твърд, пропусклив ксерогел при изсъхване.
Това зол-гел изместване е обратимо в някои системи, но обикновено води до необратими структурни модификации, създаване на основата за иновативно керамично и композитно производство.
2. Синтезни пътища и контрол на процеса
( Силициева сол)
2.1 Техника на Stöber и контролиран растеж
Най-често признатият метод за създаване на монодисперсен силициев зол е процесът на Stöber, създаден през 1968, което включва хидролиза и кондензация на алкоксисилани– обикновено тетраетил ортосиликат (TEOS)– в алкохолен инструмент с воден разтвор на амоняк като катализатор.
Чрез точно регулиране на параметри като съотношението вода към TEOS, концентрация на амоняк, състав на разтворителя, и ниво на температурата на реакция, размерът на фрагмента може да бъде настроен възпроизводимо от ~ 10 nm до над 1 µm с циркулация в тесен размер.
Системата продължава чрез нуклеация, придържана от ограничено от дифузия развитие, където силанолните групи се кондензират, за да развият силоксанови връзки, натрупване на силициева рамка.
Този подход е подходящ за приложения, изискващи еднакви сферични фрагменти, като хроматографски опори, изисквания за калибриране, и фотонни кристали.
2.2 Курсове по катализиран с киселина и биологичен синтез
Алтернативни техники за синтез включват киселинно катализирана хидролиза, което благоприятства линейната кондензация и причинява още повече полидисперсни или агрегирани частици, обикновено се използва в търговски свързващи вещества и слоеве.
Киселинни условия (pH 1– 3) насърчават по-бавна хидролиза, но по-бърза кондензация между протонирани силаноли, водят до неправилни или верижни структури.
Екстра напоследък, действително се появиха био-вдъхновени и зелени стратегии за синтез, използване на силикатеинови ензими или растителни екстракти за утаяване на силициев диоксид при проблеми на околната среда, минимизиране на потреблението на енергия и химическите отпадъци.
Тези дълготрайни подходи се интересуват от биомедицински и екологични приложения, където чистотата и биосъвместимостта са от съществено значение.
Освен това, промишлен клас силициев зол обикновено се създава чрез йонообменни процедури от разтвори на натриев силикат, залепени чрез електродиализа за отстраняване на алкалните йони и стабилизиране на колоида.
3. Практически жилища и междуфазови навици
3.1 Повърхностна реактивност и техники за модификация
Повърхностната площ на наночастиците от силициев диоксид в зола се контролира от силанолни екипи, които могат да участват във водородното свързване, адсорбция, и ковалентно присаждане с органосилани.
Промяна на повърхностната площ с използване на комбинирани представители като 3-аминопропилтриетоксисилан (ПОДХОДЯЩО) или метилтриметоксисилан представя функционални екипи (e.g.,– NH ДВЕ,– CH 3) които променят хидрофилността, реактивност, и съвместимост с естествени матрици.
Тези модификации позволяват на силициевия зол да служи като средство за съвместимост в кръстосани органични и неорганични съединения, засилване на дифузията в полимерите и подобряване на механичните, топлинна, или бариерни домове.
Немодифицираният силикагел проявява силна хидрофилност, което го прави идеален за течни системи, докато променените версии могат да се диспергират в неполярни разтворители за специализирани слоеве и мастила.
3.2 Реологични и оптични характеристики
Дифузиите на силициев зол обикновено показват навици на Нютонова циркулация при намален фокус, но вискозитетът се увеличава с натоварването на фрагменти и може да премине към изтъняване при срязване при високо съдържание на твърди вещества или частично агрегиране.
Тази реологична регулируемост се използва в покритията, където регулираната циркулация и изравняването са от съществено значение за последователно образуване на филм.
Оптично, силициевият зол е прозрачен в забележимия спектър поради размера на субдължината на вълната на фрагментите, което намалява разсейването на светлината.
Тази отвореност позволява използването му в прозрачни покрития, антирефлексни фолиа, и оптични лепила, без да се застрашава естетическото качество.
При изсъхване, полученият филм от силициев диоксид запазва отвореността, като същевременно предлага твърдост, устойчивост на абразия, и термична стабилност до ~ 600 °C.
4. Индустриални и модерни приложения
4.1 Покрития, Композити, и керамика
Силициевият зол се използва широко в покритията на повърхността на хартията, тъкани, стомани, и строителни материали за подобряване на водоустойчивостта, устойчивост на надраскване, и устойчивост.
В оразмеряване на хартия, подобрява възможностите за печат и предпазва жилищните имоти от влага; във фабрични класьори, той променя естествените смоли с екологични неорганични алтернативи, които се разлагат лесно по време на леене.
Като предшественик на силициево стъкло и керамика, силициев зол позволява нискотемпературно производство на дебели, елементи с висока чистота чрез зол-гел обработка, предотвратяване на високия фактор на топене на кварца.
Използва се и при разпространение на финансови инвестиции, където създава твърдо вещество, огнеупорни форми с голяма повърхност.
4.2 Биомедицински, Каталитичен, и енергийни приложения
В биомедицината, силициевият зол служи като система за системи за разпределение на лекарства, биосензори, и образна диагностика, където функционализирането на повърхностната площ позволява целево свързване и регулирано освобождаване.
Мезопорести силициеви наночастици (MSN), получен от шаблонен силициев зол, осигуряват висока способност за опаковане и освобождаващи устройства, реагиращи на стимули.
Като катализаторна помощ, силициевият зол дава матрица с голяма повърхност за парализиране на стоманени наночастици (e.g., Пт, Au, Pd), повишаване на дисперсията и каталитичната ефективност при химически промени.
В енергетиката, Силициевият зол се използва в сепараторите на батерии за подобряване на термичната стабилност, в мембранните слоеве на газовите клетки за повишаване на протонната проводимост, и в капсули за слънчеви панели за защита срещу влага и механично напрежение.
В обобщение, силициевият зол представлява основен наноматериал, който свързва молекулярната химия и макроскопичните характеристики.
Неговият контролиран синтез, регулируема химия на повърхността, и гъвкавото управление позволява трансформиращи приложения в сектори, от трайно производство до сложни медицински грижи и системи за захранване.
С напредването на нанотехнологиите, силициевият зол продължава да функционира като дизайнерска система за създаване на умни, многофункционални колоидни продукти.
5. Дистрибутор
Кабр-Бетон е доставчик на Добавка за бетон с над 12 години опит в енергоспестяването на нано сгради и развитието на нанотехнологиите. Приема плащане чрез кредитна карта, T/T, West Union и Paypal. TRUNNANO ще изпрати стоките до клиенти в чужбина чрез FedEx, DHL, по въздух, или по море. Ако търсите висококачествена добавка за бетон, моля не се колебайте да се свържете с нас и да изпратите запитване.
Етикети: силициев диоксид сол,колоиден силициев диоксид сол,силициев сол
Всички статии и снимки са от интернет. Ако има проблеми с авторските права, моля, свържете се с нас навреме, за да изтриете.
Запитване до нас