1. Osnove kemije silicijum-sola i koloidna stabilnost
1.1 Šminka i morfologija čestica
(Silica Sol)
Silicijum sol je sigurna koloidna difuzija uključujući amorfni silicijum dioksid (SiO ₂) nanočestice, obično u rasponu od 5 to 100 nanometara u prečniku, staviti na čekanje u fazi fluida– najčešće vode.
Ove nanočestice se sastoje od trodimenzionalne mreže SiO ₄ tetraedara, stvarajući poroznu i visoko reaktivnu površinu obilnu silanolom (I– OH) timovi koji kontrolišu navike međufaza.
Sol stanje je termodinamički metastabilno, održava elektrostatičkim odbijanjem između nabijenih čestica; površinska naknada nastaje ionizacijom silanolnih grupa, koji deprotoniraju iznad pH ~ 2– 3, stvarajući negativno nabijene fragmente koji se međusobno odbijaju.
Oblik čestica je obično okrugao, iako problemi sinteze mogu uticati na tendencije prikupljanja i kupovinu na kratkom dometu.
Visok omjer površine i zapremine– često prekoračenje 100 m DVA/ g– čini silicijum sol izuzetno osjetljivim, omogućavajući snažne interakcije sa polimerima, metali, i organskih molekula.
1.2 Uređaji za stabilizaciju i promjena geliranja
Koloidna stabilnost u silicijum-solu je prvenstveno kontrolisana ravnotežom između van der Waalsovog privlačnog pritiska i elektrostatičkog odbijanja, opisao DLVO (Derjaguin– Landau– Brini se– Overbeek) teorija.
Kod niske jonske izdržljivosti i pH vrijednosti iznad izoelektrične tačke (~ pH 2), zeta kapacitet bitova je adekvatno nepovoljan za zaustavljanje agregacije.
Međutim, dodavanje elektrolita, pH promjena prema neutralnosti, ili rastvaranje rastvarača može sakriti troškove površine, minimizirati odbojnost, i izazivaju spajanje bitova, dovodi do geliranja.
Geliranje podrazumijeva formiranje trodimenzionalne mreže putem siloksana (I– O– I) formiranje veze između susjednih fragmenata, mijenjajući tečni sol u čvrsti, propusni kserogel nakon sušenja.
Ovaj sol-gel pomak je reverzibilan u nekim sistemima, ali obično dovodi do nepovratnih strukturnih modifikacija, stvaranje osnove za inovativnu proizvodnju keramike i kompozita.
2. Putevi sinteze i kontrola procesa
( Silica Sol)
2.1 Stöber tehnika i kontrolirani rast
Najčešći metod za stvaranje monodisperznog silicijum sola je Stöberov proces, kreiran u 1968, koji uključuje hidrolizu i kondenzaciju alkoksisilana– obično tetraetil ortosilikat (TEOS)– u alkoholnom alatu sa vodenim amonijakom kao katalizatorom.
Točnim regulacijom parametara kao što je omjer vode i TEOS, koncentracija amonijaka, sastav rastvarača, i nivo temperature odziva, veličina fragmenta može se reproducitivno podešavati od ~ 10 nm do preko 1 µm sa cirkulacijom uskih dimenzija.
Sistem se nastavlja putem nukleacije koju prati razvoj ograničen difuzijom, gde se silanolne grupe kondenzuju da bi razvile siloksanske veze, akumulirajući silicijumski okvir.
Ovaj pristup je prikladan za aplikacije koje zahtijevaju uniformne sferne fragmente, kao što su hromatografski nosači, zahtjevi za kalibraciju, i fotonskih kristala.
2.2 Tečajevi katalizirane kiselinom i biološka sinteza
Alternativne tehnike sinteze uključuju hidrolizu kataliziranu kiselinom, što pogoduje linearnoj kondenzaciji i uzrokuje još više polidisperznih ili agregiranih bitova, obično se koriste u komercijalnim vezivnim materijalima i slojevima.
Kiseli uslovi (pH 1– 3) potiču sporiju hidrolizu, ali bržu kondenzaciju između protoniranih silanola, dovode do nepravilnih ili lančanih struktura.
Ekstra u zadnje vrijeme, bio-inspirirane i zelene sintezne strategije su se zapravo pojavile, korištenjem silikateinskih enzima ili biljnih ekstrakata za taloženje silicijevog dioksida u uvjetima okoline, minimiziranje potrošnje energije i hemijskog otpada.
Ovi trajni pristupi postaju sve zanimljiviji za biomedicinske i ekološke primjene gdje su čistoća i biokompatibilnost od suštinskog značaja.
Nadalje, industrijska silika sol se obično stvara korištenjem postupaka ionske izmjene iz otopina natrijevog silikata, pridržavaju se elektrodijalizom radi uklanjanja alkalnih jona i stabilizacije koloida.
3. Praktične rezidencije i međusobne navike
3.1 Površinska reaktivnost i tehnike modifikacije
Površinu nanočestica silicijum dioksida u solu kontrolišu silanolni timovi, koji mogu učestvovati u vodoničnim vezama, adsorpcija, i kovalentno presađivanje organosilanima.
Promjena površine korištenjem kombiniranih predstavnika kao što je 3-aminopropiltrietoksisilan (POGODNO) ili metiltrimetoksisilan predstavlja funkcionalne timove (npr.– NH TWO,– CH ₃) koje mijenjaju hidrofilnost, reaktivnost, i kompatibilnost sa prirodnim matricama.
Ove modifikacije omogućavaju silicijum-solu da služi kao kompatibilizator u ukrštenim organsko-anorganskim jedinjenjima, povećanje difuzije u polimerima i poboljšanje mehaničke, termalni, ili kuće sa barijerama.
Nemodifikovani silicijum sol pokazuje jaku hidrofilnost, što ga čini savršenim za tečne sisteme, dok se izmijenjene verzije mogu raspršiti u nepolarnim rastvaračima za specijalizirane slojeve i boje.
3.2 Reološke i optičke karakteristike
Difuzije silicijum-sola obično pokazuju njutnovske navike cirkulacije sa smanjenim fokusom, međutim, viskoznost se povećava s punjenjem fragmenata i može se prebaciti na stanjivanje smicanjem pod visokim sadržajem čvrstih tvari ili djelomičnim agregacijom.
Ova reološka prilagodljivost se koristi u završnim obradama, gdje su regulirana cirkulacija i izravnavanje neophodni za konzistentno formiranje filma.
Optički, silicijum sol je transparentan u vidljivom spektru zbog veličine fragmenata ispod talasne dužine, što smanjuje rasipanje svetlosti.
Ova otvorenost omogućava njegovu upotrebu u prozirnim oblogama, antirefleksne folije, i optičkih ljepila bez ugrožavanja estetskog kvaliteta.
Kada se osuši, Rezultirajući film silicijevog dioksida čuva otvorenost dok nudi tvrdoću, otpornost na habanje, i termička stabilnost do ~ 600 °C.
4. Industrijske i napredne aplikacije
4.1 Premazi, Kompoziti, i keramika
Silika sol se temeljno koristi u površinskim premazima za papir, tkanine, čelika, i građevinski materijali za poboljšanje vodootpornosti, otpornost na ogrebotine, i otpornost.
Kod veličine papira, povećava mogućnost štampanja i zaštitu od vlage u stambenim objektima; u fabričkim registratorima, mijenja prirodne smole s ekološki prihvatljivim anorganskim alternativama koje se lako razlažu tijekom livenja.
Kao preteča silicijum stakla i keramike, silicijum sol omogućava proizvodnju debljine na niskim temperaturama, elementi visoke čistoće putem sol-gel obrade, sprečavanje visokog faktora topljenja kvarca.
Takođe se koristi za širenje finansijskih investicija, gde stvara čvrstu, vatrostalni kalupi sa velikom završnom površinom.
4.2 Biomedical, Katalitički, i energetske aplikacije
U biomedicini, silicijum sol služi kao sistem za sisteme distribucije lekova, biosenzori, i dijagnostičko snimanje, gdje funkcionalizacija površine dozvoljava ciljano vezivanje i regulirano oslobađanje.
Mezoporozne nanočestice silicijum dioksida (MSN-ovi), izvedeno iz šablonskog silicijum dioksida, pružaju visoku sposobnost pakovanja i uređaje za oslobađanje koji reaguju na stimulans.
Kao pomoć katalizatoru, silicijum sol daje matricu velike površine za paralizaciju čeličnih nanočestica (npr., Pt, Au, Pd), povećanje disperzije i katalitičke efikasnosti u hemijskim promenama.
U energiji, silicijum sol se koristi u separatorima baterija za poboljšanje termičke stabilnosti, u slojevima membrane gasnih ćelija radi povećanja protonske provodljivosti, i u kapsulama solarnih panela za zaštitu od vlage i mehaničke napetosti.
In recap, silicijum sol predstavlja temeljni nanomaterijal koji povezuje molekularnu hemiju i makroskopske performanse.
Njegova kontrolisana sinteza, podesiva hemija površine, i fleksibilno rukovanje omogućavaju transformativne aplikacije u svim sektorima, od trajne proizvodnje do sofisticirane medicinske njege i energetskih sistema.
Kako nanotehnologija napreduje, silika sol nastavlja da funkcioniše kao sistem dizajna za stvaranje pametnih, multifunkcionalni koloidni proizvodi.
5. Distributer
Cabr-Concrete je dobavljač dodataka za beton sa preko 12 godine iskustva u očuvanju energije u nano zgradama i razvoju nanotehnologije. Prihvata plaćanje putem kreditne kartice, T/T, West Union i Paypal. TRUNNANO će isporučiti robu kupcima u inostranstvu preko FedEx-a, DHL, vazdušnim putem, ili morem. Ako tražite visokokvalitetni dodatak za beton, slobodno nas kontaktirajte i pošaljite upit.
Oznake: silika sol,koloidni silicijum sol,silicijum sol
Svi članci i slike su sa interneta. Ako postoje problemi sa autorskim pravima, molimo da nas kontaktirate na vrijeme za brisanje.
Raspitajte se kod nas