1. Základy chemie a koloidní stability oxidu křemičitého
1.1 Make-up a morfologie částic
(Silica Sol)
Silica sol je bezpečná koloidní difúze včetně amorfního oxidu křemičitého (SiO₂) nanočástice, obvykle v rozmezí od 5 na 100 nanometrů v průměru, zadržet v tekuté fázi– nejčastěji voda.
Tyto nanočástice jsou tvořeny trojrozměrnou sítí SiO ₄ tetraedrů, vytváří porézní a vysoce reaktivní povrch s velkým množstvím silanolu (A– Ó) týmy, které kontrolují návyky rozhraní.
Solový stav je termodynamicky metastabilní, držena elektrostatickým odpuzováním mezi nabitými částicemi; poplatek za povrchovou plochu vzniká ionizací silanolových skupin, které deprotonují nad pH ~ 2– 3, generování negativně nabitých fragmentů, které se navzájem odrážejí.
Tvar částice je normálně kulatý, i když problémy se syntézou mohou ovlivnit shromažďovací tendence a nákupy na krátké vzdálenosti.
Vysoký poměr plochy povrchu k objemu– často překračující 100 m DVA/g– činí silikasol výjimečně citlivý, což umožňuje silné interakce s polymery, kovy, a organické molekuly.
1.2 Stabilizační zařízení a změna gelace
Koloidní stabilita v solu oxidu křemičitého je primárně řízena rovnováhou mezi van der Waalsovými poutavými tlaky a elektrostatickým odpuzováním, popsaný DLVO (Derjaguin– Landau– Starosti– Overbeek) teorie.
Při nízké iontové výdrži a hodnotě pH nad izoelektrickým bodem (~ pH 2), zeta kapacita bitů je adekvátně nepříznivá pro zastavení agregace.
Však, přidání elektrolytů, Změna pH směrem k neutralitě, nebo rozptyl rozpouštědla může odrážet náklady na plochu, minimalizovat odpuzování, a způsobit bitovou koalescenci, vedoucí ke gelovatění.
Gelování znamená vytvoření trojrozměrné sítě prostřednictvím siloxanu (A– Ó– A) vytváření vazeb mezi sousedními fragmenty, změna tekutého solu na tuhý, po vyschnutí propustný xerogel.
Tento sol-gel posun je v některých systémech reverzibilní, ale normálně vede k nevratným strukturálním modifikacím, vytváří základ pro inovativní keramickou a kompozitní výrobu.
2. Syntézní cesty a řízení procesu
( Silica Sol)
2.1 Stöberova technika a řízený růst
Nejběžněji uznávanou metodou pro vytvoření monodisperzního solu oxidu křemičitého je Stöberův proces, vytvořeno v 1968, který zahrnuje hydrolýzu a kondenzaci alkoxysilanů– normálně tetraethylorthosilikát (TEOS)– v alkoholovém nástroji s vodným amoniakem jako katalyzátorem.
Přesnou regulací parametrů, jako je poměr vody a TEOS, koncentrace amoniaku, složení rozpouštědla, a úroveň teploty odezvy, velikost fragmentu lze naladit reprodukovatelně od ~ 10 nm až přes 1 µm s úzkým rozměrem oběhu.
Systém pokračuje nukleací, na kterou navazuje vývoj s omezením difúze, kde silanolové skupiny kondenzují za vzniku siloxanových vazeb, hromadí kostru oxidu křemičitého.
Tento přístup je vhodný pro aplikace vyžadující jednotné sférické fragmenty, jako jsou chromatografické nosiče, požadavky na kalibraci, a fotonické krystaly.
2.2 Kurzy kysele katalyzované a biologické syntézy
Alternativní techniky syntézy zahrnují kysele katalyzovanou hydrolýzu, což podporuje lineární kondenzaci a způsobuje ještě více polydisperzní nebo agregované bity, obvykle používané v komerčních pojivech a vrstvách.
Kyselé podmínky (pH 1– 3) podporují pomalejší hydrolýzu, avšak rychlejší kondenzaci mezi protonovanými silanoly, vytvářejí nepravidelné nebo řetězovité struktury.
V poslední době navíc, skutečně se objevily bioinspirované strategie a strategie zelené syntézy, použití silikateinových enzymů nebo rostlinných extraktů k vysrážení oxidu křemičitého při okolních problémech, minimalizace spotřeby energie a chemického odpadu.
Tyto trvalé přístupy se stávají předmětem zájmu pro biomedicínské a ekologické aplikace, kde je čistota a biokompatibilita zásadní.
Dále, průmyslový křemičitý sol se obvykle vyrábí pomocí postupů iontové výměny z roztoků křemičitanu sodného, elektrodialýzou k odstranění alkalických iontů a stabilizaci koloidu.
3. Praktické pobyty a mezifázové návyky
3.1 Reaktivita povrchu a techniky modifikace
Povrch nanočástic oxidu křemičitého v solu je kontrolován silanolovými týmy, které se mohou podílet na vodíkové vazbě, adsorpce, a kovalentní roubování organosilany.
Změna povrchové plochy s využitím kombinačních zástupců, jako je 3-aminopropyltriethoxysilan (VHODNÝ) nebo methyltrimethoxysilan představuje funkční týmy (např.,– NH TWO,– CH ₃) které mění hydrofilitu, reaktivita, a kompatibilita s přírodními matricemi.
Tyto modifikace umožňují solu oxidu křemičitého sloužit jako kompatibilizátor v křížených organicko-anorganických sloučeninách, zvýšení difúze v polymerech a zlepšení mechanické, tepelný, nebo bariérové domy.
Nemodifikovaný sol oxidu křemičitého vykazuje silnou hydrofilitu, takže je ideální pro kapalné systémy, zatímco změněné verze mohou být rozptýleny v nepolárních rozpouštědlech pro specializované vrstvy a inkousty.
3.2 Reologické a optické vlastnosti
Difúze solu oxidu křemičitého typicky vykazují newtonovské cirkulační návyky při sníženém ohnisku, viskozita se však zvyšuje s nanášením fragmentů a může se posunout ke smykovému ztenčení při vysokém obsahu pevných látek nebo částečné agregaci.
Tato reologická laditelnost se využívá v povrchových úpravách, kde je pro konzistentní tvorbu filmu zásadní regulovaná cirkulace a vyrovnávání.
Opticky, křemičitý sol je transparentní ve viditelném spektru díky velikosti fragmentů pod vlnovou délkou, což snižuje rozptyl světla.
Tato otevřenost umožňuje použití v čirých krytinách, antireflexní fólie, a optická lepidla bez ohrožení estetické kvality.
Při sušení, výsledný film oxidu křemičitého zachovává otevřenost a zároveň nabízí tvrdost, odolnost proti oděru, a tepelná stabilita až ~ 600 °C.
4. Průmyslové a pokročilé aplikace
4.1 Nátěry, Kompozity, a Keramika
Silica sol se důkladně používá v povrchových nátěrech papíru, tkaniny, oceli, a stavební materiály pro zlepšení odolnosti proti vodě, odolnost proti poškrábání, a odolnost.
V klížení papíru, zvyšuje potiskovatelnost a vlhkost v obytných budovách; v továrních pořadačích, mění přírodní pryskyřice za ekologické anorganické alternativy, které se během odlévání snadno rozkládají.
Jako předchůdce křemičitého skla a keramiky, silika sol umožňuje nízkoteplotní výrobu tl, vysoce čisté prvky prostřednictvím zpracování sol-gel, zabraňuje vysokému faktoru tání křemene.
Využívá se také při rozšiřování finančních investic, kde vytváří pevné, žáruvzdorné formy s velkou povrchovou úpravou.
4.2 Biomedicínské, Katalytické, a energetické aplikace
V biomedicíně, silika sol slouží jako systém pro systémy distribuce léků, biosenzory, a diagnostické zobrazování, kde funkcionalizace povrchové plochy umožňuje cílenou vazbu a regulované uvolňování.
Mezoporézní nanočástice oxidu křemičitého (čísla MSN), odvozený od templátovaného solu oxidu křemičitého, poskytují vysokou sbalovací schopnost a uvolňovací zařízení reagující na podněty.
Jako pomocný katalyzátor, křemičitý sol poskytuje matrici s velkou povrchovou plochou pro paralyzující ocelové nanočástice (např., Pt, Au, Pd), zvýšení disperze a katalytické účinnosti při chemických změnách.
V energetice, křemičitý sol se používá v separátorech baterií pro zvýšení tepelné stability, ve vrstvách membrány plynových buněk, aby se zvýšila vodivost protonů, a v zapouzdřovacích materiálech pro solární panely k ochraně proti vlhkosti a mechanickému napětí.
V rekapitulaci, silika sol představuje základní nanomateriál, který spojuje molekulární chemii a makroskopický výkon.
Jeho řízená syntéza, laditelná povrchová chemie, a flexibilní manipulace umožňují transformační aplikace v různých sektorech, od trvalé výroby až po sofistikované systémy lékařské péče a napájení.
Jak nanotechnologie postupuje, silika sol nadále funguje jako designový systém pro chytré, multifunkční koloidní produkty.
5. Distributor
Cabr-Concrete je dodavatelem přísad do betonu s nad 12 let zkušeností s úsporami energie v nanostavbách a vývojem nanotechnologií. Přijímá platby prostřednictvím kreditní karty, T/T, West Union a Paypal. Společnost TRUNNANO bude zboží odesílat zákazníkům do zámoří prostřednictvím společnosti FedEx, DHL, letecky, nebo po moři. Pokud hledáte vysoce kvalitní přísadu do betonu, neváhejte nás kontaktovat a poslat dotaz.
Tagy: silika sol,koloidní oxid křemičitý sol,křemíkový sol
Všechny články a obrázky jsou z internetu. Pokud existují nějaké problémy s autorskými právy, prosím kontaktujte nás včas pro odstranění.
Zeptejte se nás