1. Fonaments de la química de la sílice sol i l'estabilitat col·loïdal
1.1 Maquillatge i morfologia de partícules
(Sol de sílice)
El sol de sílice és una difusió col·loïdal segura que inclou diòxid de silici amorf (SiO₂) nanopartícules, generalment oscil·lant entre 5 a 100 nanòmetres de diàmetre, posat en espera en una fase fluida– més freqüentment aigua.
Aquestes nanopartícules estan formades per una xarxa tridimensional de tetraedres de SiO₄, creant una superfície porosa i altament reactiva abundant en silanol (I– OH) equips que controlen els hàbits interfacials.
L'estat del sol és termodinàmicament metaestable, mantinguda per repulsió electrostàtica entre partícules carregades; La taxa de superfície es desenvolupa a partir de la ionització de grups silanol, que es desprotonen per sobre de pH ~ 2– 3, generant fragments carregats negativament que s'allunyen els uns dels altres.
La forma de la partícula és normalment rodona, encara que els problemes de síntesi poden influir en les tendències de recollida i la compra a curt termini.
L'alta relació superfície-volum– superant sovint 100 m DOS/ g– fa que el sol de sílice sigui excepcionalment sensible, possibilitant fortes interaccions amb polímers, metalls, i molècules orgàniques.
1.2 Dispositius d'estabilització i canvi de gelificació
L'estabilitat col·loïdal del sol de sílice està controlada principalment per l'equilibri entre les pressions atractives de Van der Waals i la repulsió electrostàtica., descrit pel DLVO (Derjaguin– Landau– Preocupa't– Overbeek) teoria.
A baixa resistència iònica i valors de pH per sobre del punt isoelèctric (~ pH 2), la capacitat zeta dels bits és adequadament adversa per aturar l'agregació.
No obstant això, addició d'electròlits, Canvi de pH cap a la neutralitat, o la dissipació del dissolvent pot filtrar els costos de superfície, minimitzar la repulsió, i provocar una mica de coalescència, conduint a la gelificació.
La gelificació implica la formació d'una xarxa tridimensional mitjançant siloxà (I– O– I) formació d'enllaços entre fragments adjacents, canviant el sol líquid en un rígid, xerogel permeable en assecar-se.
Aquest canvi sol-gel és reversible en alguns sistemes, però normalment condueix a modificacions estructurals irreversibles, creant les bases per a la fabricació innovadora de ceràmica i compostos.
2. Rutes de síntesi i control de processos
( Sol de sílice)
2.1 Tècnica Stöber i creixement controlat
El mètode més conegut per crear sol de sílice monodispers és el procés Stöber, creat a 1968, que implica la hidròlisi i la condensació d'alcoxisilans– normalment ortosilicat de tetraetil (TEOS)– en una eina alcohòlica amb amoníac aquós com a catalitzador.
Mitjançant la regulació exacta de paràmetres com ara la relació aigua-TEOS, concentració d'amoníac, composició del dissolvent, i nivell de temperatura de resposta, la mida del fragment es pot ajustar de manera reproducible des de ~ 10 nm per acabar 1 µm amb circulació de dimensions estretes.
El sistema continua mitjançant la nucleació adherida per un desenvolupament limitat per difusió, on els grups silanol es condensen per desenvolupar enllaços siloxà, acumulant el marc de sílice.
Aquest enfocament és adequat per a aplicacions que demanen fragments esfèrics uniformes, com ara suports cromatogràfics, requisits de calibratge, i cristalls fotònics.
2.2 Cursos de síntesi biològica i catalitzats per àcids
Les tècniques de síntesi alternatives inclouen la hidròlisi catalitzada per àcids, que afavoreix la condensació lineal i provoca encara més bits polidispersos o agregats, generalment s'utilitza en aglutinants i capes comercials.
Condicions àcides (pH 1– 3) promou una hidròlisi més lenta, però una condensació més ràpida entre silanols protonats, produeixen estructures irregulars o en forma de cadena.
Darrerament extra, De fet, han sorgit estratègies de síntesi ecològiques i bioinspirades, utilitzant enzims de silicateïna o extractes de plantes per precipitar sílice sota problemes ambientals, minimitzar el consum d'energia i els residus químics.
Aquests enfocaments duradors estan obtenint un interès per a aplicacions biomèdiques i ecològiques on la puresa i la biocompatibilitat són essencials.
A més, El sol de sílice de grau industrial es crea normalment mitjançant procediments d'intercanvi d'ions a partir de solucions de silicat de sodi, s'adhereix per electrodiàlisi per eliminar ions àlcalis i estabilitzar el col·loide.
3. Residències pràctiques i hàbits interfacials
3.1 Tècniques de modificació i reactivitat superficial
La superfície de les nanopartícules de sílice al sol està controlada per equips de silanol, que poden participar en l'enllaç d'hidrogen, adsorció, i empelt covalent amb organosilanes.
Alteració de la superfície fent ús de la combinació de representants com el 3-aminopropiltrietoxisilà (APTES) o el metiltrimetoxisilà presenta equips funcionals (p. ex.,– NH DOS,– CH ₃) que canvien la hidrofilicitat, reactivitat, i compatibilitat amb matrius naturals.
Aquestes modificacions permeten que el sol de sílice serveixi com a compatibilitzant en compostos orgànics-inorgànics mesclats, potenciant la difusió en polímers i potenciant la mecànica, tèrmica, o cases de barrera.
El sol de sílice no modificat presenta una forta hidrofilicitat, fent-lo perfecte per a sistemes líquids, mentre que les versions modificades es poden dispersar en dissolvents no polars per a capes i tintes especialitzades.
3.2 Característiques reològiques i òptiques
Les difusions de sol de sílice solen mostrar hàbits de circulació newtonians amb un focus reduït, tanmateix, la viscositat augmenta amb la càrrega de fragments i pot passar a l'aprimament per cisalla amb un alt contingut de sòlids o una agregació parcial..
Aquesta sintonització reològica s'aprofita en acabats, on la circulació i l'anivellament regulats són essencials per a la formació de pel·lícula consistent.
Òpticament, El sol de sílice és transparent en l'espectre notable a causa de la mida de la sublongitud d'ona dels fragments, que redueix la dispersió de la llum.
Aquesta obertura permet el seu ús en revestiments transparents, pel·lícules antireflectants, i adhesius òptics sense comprometre la qualitat estètica.
Quan s'asseca, la pel·lícula de sílice resultant conserva l'obertura alhora que ofereix duresa, resistència a l'abrasió, i estabilitat tèrmica fins a ~ 600 °C.
4. Aplicacions industrials i avançades
4.1 Recobriments, Composites, i Ceràmica
El sol de sílice s'utilitza a fons en els recobriments de superfície per al paper, teixits, acers, i materials de construcció per millorar la resistència a l'aigua, resistència a les ratllades, i resiliència.
En mida de paper, augmenta la imprimibilitat i les propietats residencials d'obstacles d'humitat; en enquadernadors de fàbrica, canvia les resines naturals per alternatives inorgàniques ecològiques que es descomponen fàcilment durant la fosa.
Com a precursor del vidre de sílice i la ceràmica, el sol de sílice permet la fabricació a baixa temperatura de gruix, elements d'alta puresa mitjançant processament sol-gel, evitant l'alt factor de fusió del quars.
També s'utilitza en la difusió d'inversió financera, on crea sòlid, motlles refractaris amb gran superfície d'acabat.
4.2 Biomèdica, Catalític, i Aplicacions energètiques
En biomedicina, El sol de sílice serveix com a sistema per als sistemes de distribució de medicaments, biosensors, i diagnòstic per imatge, on la funcionalització de la superfície permet una unió dirigida i un alliberament regulat.
Nanopartícules de sílice mesoporosa (MSN), derivat del sol de sílice modelat, proporcionen una gran capacitat d'embalatge i dispositius d'alliberament sensibles als estímuls.
Com a ajuda catalitzadora, El sol de sílice proporciona una matriu d'alta superfície per paralitzar nanopartícules d'acer (p. ex., Pt, Au, Pd), augmentant la dispersió i l'eficàcia catalítica en els canvis químics.
En energia, El sol de sílice s'utilitza en separadors de bateries per millorar l'estabilitat tèrmica, en capes de membrana de cèl·lules gasoses per augmentar la conductivitat dels protons, i en encapsulants de panells solars per protegir contra humitat i tensió mecànica.
En resum, El sol de sílice representa un nanomaterial fonamental que uneix la química molecular i el rendiment macroscòpic.
La seva síntesi controlada, química de la superfície ajustable, i el maneig flexible permeten aplicacions transformadores en tots els sectors, des de la producció duradora fins a sistemes d'alimentació i atenció mèdica sofisticats.
A mesura que avança la nanotecnologia, sílice sol continua funcionant com un sistema de disseny per fer intel·ligent, productes col·loïdals multifuncionals.
5. Distribuïdor
Cabr-Concrete és un proveïdor d'additius de formigó amb més 12 anys d'experiència en conservació d'energia en nanoconstruccions i desenvolupament de nanotecnologia. Accepta pagament amb targeta de crèdit, T/T, West Union i Paypal. TRUNNANO enviarà la mercaderia als clients a l'estranger a través de FedEx, DHL, per aire, o per mar. Si busqueu additius de formigó d'alta qualitat, si us plau, no dubti en contactar amb nosaltres i enviar una consulta.
Etiquetes: sol de sílice,sol de sílice col·loïdal,sol de silici
Tots els articles i imatges són d'Internet. Si hi ha problemes de drets d'autor, poseu-vos en contacte amb nosaltres a temps per eliminar-lo.
Consulta'ns