1. Silica Sol -kemian ja kolloidisen stabiilisuuden perusteet
1.1 Meikki ja hiukkasten morfologia
(Silica Sol)
Silikasooli on turvallinen kolloidinen diffuusio, joka sisältää amorfista piidioksidia (SiO ₂) nanohiukkasia, yleensä vaihtelee 5 kohtaan 100 halkaisijaltaan nanometriä, laittaa odotustilaan nestevaiheessa– useimmiten vettä.
Nämä nanohiukkaset koostuvat kolmiulotteisesta SiO 4 -tetraedrien verkostosta, luodaan huokoinen ja erittäin reaktiivinen pinta-ala, jossa on runsaasti silanolia (Ja– VOI) tiimit, jotka hallitsevat rajapintojen käyttöä.
Soolitila on termodynaamisesti metastabiili, pitää sähköstaattisen hylkimisen varautuneiden hiukkasten välissä; pinta-alamaksu kehittyy silanoliryhmien ionisaatiosta, jotka deprotonoituvat pH-arvon ~ 2 yläpuolella– 3, tuottaa negatiivisesti varautuneita fragmentteja, jotka torjuvat toisiaan.
Hiukkasten muoto on normaalisti pyöreä, vaikka synteesiongelmat voivat vaikuttaa keräilytrendeihin ja lyhyen matkan ostamiseen.
Korkea pinta-ala-tilavuussuhde– usein ylittää 100 m KAKSI/ g– tekee piidioksidisolista poikkeuksellisen herkän, mikä mahdollistaa voimakkaan vuorovaikutuksen polymeerien kanssa, metallit, ja orgaaniset molekyylit.
1.2 Stabilointilaitteet ja geeliytymisen muutos
Piidioksidisoolin kolloidista stabiilisuutta säätelee ensisijaisesti tasapaino van der Waalsin silmiinpistävän paineen ja sähköstaattisen hylkimisen välillä, kuvailee DLVO (Derjaguin– Landau– Huoli– Overbeek) teoria.
Matalalla ionisella kestävyydellä ja pH-arvolla isoelektrisen pisteen yläpuolella (~ pH 2), bittien zeta-kapasiteetti on riittävän haitallinen aggregaation lopettamiseksi.
Kuitenkin, elektrolyyttien lisääminen, pH:n muutos kohti neutraalia, tai liuotinhäviö voi seuloa pinta-alakustannukset, minimoi vastenmielisyys, ja aiheuttaa hieman yhteenliittämistä, johtaa geeliytymiseen.
Geelittyminen edellyttää kolmiulotteisen verkoston muodostumista siloksaanin kautta (Ja– O– Ja) sidoksen muodostuminen vierekkäisten fragmenttien välille, muuttamalla nestemäinen sooli jäykiksi, läpäisevä kserogeeli kuivuessaan.
Tämä sooli-geeli-siirtymä on palautuva joissakin järjestelmissä, mutta johtaa normaalisti peruuttamattomiin rakenteellisiin muutoksiin, luovat perustan innovatiiviselle keramiikka- ja komposiittivalmistukselle.
2. Synteesipolut ja prosessin ohjaus
( Silica Sol)
2.1 Stöber-tekniikka ja hallittu kasvu
Yleisimmin tunnustettu menetelmä monodispersisen silikasoolin luomiseksi on Stöber-prosessi, luotu vuonna 1968, johon liittyy alkoksisilaanien hydrolyysi ja kondensaatio– tavallisesti tetraetyyliortosilikaatti (TEOS)– alkoholipitoisessa työkalussa ammoniakin vesiliuoksella katalyyttinä.
Säätelemällä tarkasti parametreja, kuten vesi-TEOS-suhdetta, ammoniakin pitoisuus, liuotinkoostumus, ja vastelämpötilan taso, fragmentin kokoa voidaan virittää toistettavasti ~ 10 nm yli 1 µm kapealla kiertoliikkeellä.
Järjestelmä jatkuu ytimien muodostumisen kautta, johon on kiinnitetty diffuusiorajoitettu kehitys, jossa silanoliryhmät tiivistyvät muodostaen siloksaanisidoksia, keräämällä piidioksidirunkoa.
Tämä lähestymistapa sopii sovelluksiin, joissa vaaditaan yhtenäisiä pallomaisia fragmentteja, kuten kromatografiset alustat, kalibrointivaatimukset, ja fotonikiteitä.
2.2 Happokatalysoidut ja biologisen synteesin kurssit
Vaihtoehtoisiin synteesitekniikoihin kuuluu happokatalysoitu hydrolyysi, mikä suosii lineaarista kondensaatiota ja aiheuttaa vielä enemmän polydisperssiä tai aggregoituneita bittejä, käytetään yleensä kaupallisissa sideaineissa ja kerroksissa.
Happamat olosuhteet (pH 1– 3) edistävät hitaampaa hydrolyysiä, mutta nopeampaa kondensaatiota protonoituneiden silanolien välillä, saada aikaan epäsäännöllisiä tai ketjumaisia rakenteita.
Ylimääräistä viime aikoina, biovaikutteisia ja vihreitä synteesistrategioita on itse asiassa syntynyt, käyttämällä silikateiinientsyymejä tai kasviuutteita piidioksidin saostamiseen ympäristöongelmissa, energiankulutuksen ja kemiallisten jätteiden minimoiminen.
Nämä kestävät lähestymistavat herättävät kiinnostusta biolääketieteellisissä ja ekologisissa sovelluksissa, joissa puhtaus ja biologinen yhteensopivuus ovat olennaisia.
Lisäksi, teollisuuslaatuista piidioksidisoolia valmistetaan yleensä käyttämällä ioninvaihtomenetelmiä natriumsilikaattiliuoksista, kiinnitetään elektrodialyysillä alkali-ionien poistamiseksi ja kolloidin stabiloimiseksi.
3. Käytännön asuinpaikat ja rajapinnan tavat
3.1 Pinnan reaktiivisuus ja modifiointitekniikat
Silanoliryhmät hallitsevat piidioksidin nanohiukkasten pinta-alaa soolissa, jotka voivat osallistua vetysidosten muodostukseen, adsorptio, ja kovalenttinen oksastus organosilaaneilla.
Pinta-alan muutos käyttämällä yhdistäviä edustajia, kuten 3-aminopropyylitrietoksisilaani (SOPIVAT) tai metyylitrimetoksisilaani esittelee toiminnallisia ryhmiä (esim.,– NH TWO,– CH 3) jotka muuttavat hydrofiilisyyttä, reaktiivisuus, ja yhteensopivuus luonnollisten matriisien kanssa.
Nämä modifikaatiot antavat silikasoolin toimia yhteensopivuusaineena risteytettyjen orgaanisten ja epäorgaanisten yhdisteiden kanssa, lisäämällä polymeerien diffuusiota ja tehostamalla mekaanista, lämpö, tai estekoteja.
Modifioimattomalla piidioksidisoolilla on voimakas hydrofiilisyys, tekee siitä täydellisen nestemäisiin järjestelmiin, kun taas muutetut versiot voidaan dispergoida ei-polaarisiin liuottimiin erikoiskerroksille ja musteille.
3.2 Reologiset ja optiset ominaisuudet
Piidioksidisoolidiffuusioissa on tyypillisesti Newtonin verenkiertotottumuksia alentuneella fokuksella, viskositeetti kuitenkin kohoaa fragmenttien kuormituksen myötä ja voi siirtyä leikkausohenemiseen korkean kiintoainepitoisuuden tai osittaisen aggregoitumisen yhteydessä.
Tätä reologista viritettävyyttä hyödynnetään viimeistelyissä, joissa säädelty kierto ja tasoitus ovat välttämättömiä tasaisen kalvon muodostukselle.
Optisesti, piidioksidisooli on läpinäkyvä havaittavassa spektrissä fragmenttien aliaallonpituuden koon vuoksi, mikä vähentää valon sirontaa.
Tämä avoimuus mahdollistaa sen käytön kirkkaissa päällysteissä, heijastamattomia kalvoja, ja optiset liimat esteettistä laatua vaarantamatta.
Kuivattuna, tuloksena oleva silikakalvo säilyttää avoimuuden ja tarjoaa samalla kovuutta, kulutuskestävyys, ja lämpöstabiilisuus ~ asti 600 °C.
4. Teolliset ja edistyneet sovellukset
4.1 Pinnoitteet, Komposiitit, ja Keramiikka
Silikasoolia käytetään perusteellisesti paperin pinta-alapäällysteissä, kankaita, teräkset, ja rakennusmateriaalit vedenpitävyyden parantamiseksi, naarmuuntumiskestävyys, ja joustavuus.
Paperin mitoituksessa, se parantaa painettavuutta ja lisää kosteusesteitä asuintiloissa; tehdassideaineissa, se vaihtaa luonnonhartsit ympäristöystävällisillä epäorgaanisilla vaihtoehdoilla, jotka hajoavat helposti valun aikana.
Piidioksidilasin ja keramiikan edelläkävijä, piidioksidisol mahdollistaa paksun valmistuksen matalassa lämpötilassa, erittäin puhtaita elementtejä sooli-geelikäsittelyn avulla, estää kvartsin korkean sulamiskertoimen.
Sitä hyödynnetään myös rahoitussijoitusten levittämisessä, jossa se luo kiinteää, tulenkestävät muotit suurella pinta-alalla.
4.2 Biolääketieteen, Katalyyttinen, ja energiasovellukset
Biolääketieteessä, piidioksidisooli toimii järjestelmänä lääkkeiden jakelujärjestelmille, biosensorit, ja diagnostinen kuvantaminen, jossa pinta-alan funktionalisointi mahdollistaa kohdistetun sitoutumisen ja säädellyn vapautumisen.
Mesohuokoiset piidioksidin nanohiukkaset (MSN:t), johdettu temploidusta piidioksidisoolista, tarjoavat korkean pakkauskyvyn ja ärsykkeisiin reagoivia vapautuslaitteita.
Katalyyttiapuna, piidioksidisooli antaa suuren pinta-alan matriisin teräksen nanohiukkasten lamauttamiseen (esim., Pt, Au, Pd), dispersion ja katalyyttisen tehokkuuden lisääminen kemiallisissa muutoksissa.
Energiassa, piidioksidisoolia käytetään paristojen erottimissa lämmönkestävyyden parantamiseksi, kaasukennokalvon kerroksissa protonien johtavuuden lisäämiseksi, ja aurinkopaneelien kapselointiaineissa suojaamaan kosteutta ja mekaanista jännitystä vastaan.
Kertauksessa, piidioksidisooli edustaa perustavaa nanomateriaalia, joka yhdistää molekyylikemian ja makroskooppisen suorituskyvyn.
Sen hallittu synteesi, viritettävän pinta-alan kemia, ja joustava käsittely mahdollistavat muuntavia sovelluksia kaikilla aloilla, kestävästä tuotannosta kehittyneisiin sairaanhoito- ja sähköjärjestelmiin.
Nanoteknologian edetessä, silica sol toimii edelleen suunnittelujärjestelmänä fiksun tekemiseen, monikäyttöiset kolloidiset tuotteet.
5. Jakelija
Cabr-Concrete on betoniseosten toimittaja yli 12 vuosien kokemus nanorakennusten energiansäästöstä ja nanoteknologian kehittämisestä. Se hyväksyy maksun luottokortilla, T/T, West Union ja Paypal. TRUNNANO toimittaa tavarat asiakkaille ulkomaille FedExin kautta, DHL, ilmalla, tai meritse. Jos etsit korkealaatuista betoniseosainetta, ota rohkeasti yhteyttä ja lähetä kysely.
Tunnisteet: piidioksidisooli,kolloidinen piidioksidisooli,silikonisooli
Kaikki artikkelit ja kuvat ovat Internetistä. Jos on tekijänoikeusongelmia, ota meihin yhteyttä ajoissa poistaaksesi.
Kysy meiltä