1. Osnove kemije silicijevog sola i koloidne stabilnosti
1.1 Ustroj i morfologija čestica
(Sol silicija)
Silika sol je sigurna koloidna difuzija uključujući amorfni silicij dioksid (SiO ₂) nanočestice, obično u rasponu od 5 do 100 nanometara u promjeru, staviti na čekanje u fazi tekućine– najčešće vode.
Ove nanočestice sastoje se od trodimenzionalne mreže SiO ₄ tetraedara, stvarajući poroznu i visoko reaktivnu površinu koja obiluje silanolom (I– OH) timovi koji kontroliraju navike na sučelju.
Sol stanje je termodinamički metastabilno, zadržava elektrostatsko odbijanje između nabijenih čestica; naknada za površinu se razvija iz ionizacije silanolnih skupina, koji deprotoniraju iznad pH ~ 2– 3, stvarajući negativno nabijene fragmente koji se međusobno brane.
Oblik čestice je obično okrugao, premda problemi sa sintezom mogu utjecati na tendencije skupljanja i kupnju kratkog dometa.
Visok omjer površine i volumena– često prekoračenje 100 m DVA/ g– čini silika sol iznimno osjetljivim, što omogućuje jake interakcije s polimerima, metali, i organske molekule.
1.2 Stabilizacijski uređaji i promjena gelacije
Koloidna stabilnost u silicijevom solu prvenstveno je kontrolirana ravnotežom između van der Waalsovih pritisaka koji privlače pažnju i elektrostatskog odbijanja, opisao DLVO (Derjaguin– Kočija sa dva koša– Brini se– Overbeek) teorija.
Pri niskoj ionskoj izdržljivosti i pH vrijednosti iznad izoelektrične točke (~ pH 2), zeta kapacitet bitova je dovoljno nepovoljan da zaustavi agregaciju.
Međutim, dodatak elektrolita, promjena pH prema neutralnosti, ili rasipanje otapala može prikazati troškove površine, minimizirati odbojnost, i izazvati spajanje bitova, što dovodi do geliranja.
Geliranje podrazumijeva stvaranje trodimenzionalne mreže kroz siloksan (I– O– I) stvaranje veze između susjednih fragmenata, mijenjajući tekući sol u kruti, propusni kserogel nakon sušenja.
Ovaj sol-gel pomak je reverzibilan u nekim sustavima, ali obično dovodi do nepovratnih strukturnih modifikacija, stvaranje temelja za inovativnu proizvodnju keramike i kompozita.
2. Putovi sinteze i kontrola procesa
( Sol silicija)
2.1 Stöberova tehnika i kontrolirani rast
Najčešće priznata metoda za stvaranje monodisperznog silicijevog sola je Stöberov proces, stvoren u 1968, koji uključuje hidrolizu i kondenzaciju alkoksisilana– obično tetraetil ortosilikat (TEOS)– u alkoholnom alatu s vodenom otopinom amonijaka kao katalizatorom.
Preciznom regulacijom parametara kao što je omjer vode i TEOS-a, koncentracija amonijaka, sastav otapala, i razina temperature odziva, veličina fragmenta može se reproducibilno ugoditi od ~ 10 nm do više 1 µm s cirkulacijom uskih dimenzija.
Sustav se nastavlja putem nukleacije koju prati razvoj ograničen difuzijom, gdje se silanolne skupine kondenziraju da bi se razvile siloksanske veze, nakupljanje okvira od silicijevog dioksida.
Ovaj je pristup prikladan za primjene koje zahtijevaju uniformne sferne fragmente, kao što su kromatografski nosači, zahtjevi za kalibraciju, i fotonskih kristala.
2.2 Tečajevi katalizirane kiselinom i biološke sinteze
Alternativne tehnike sinteze uključuju hidrolizu kataliziranu kiselinom, što pogoduje linearnoj kondenzaciji i uzrokuje još više polidisperznih ili agregiranih bitova, obično se koristi u komercijalnim vezivima i slojevima.
Kiseli uvjeti (pH 1– 3) potiču sporiju hidrolizu ali bržu kondenzaciju između protoniranih silanola, dovesti do nepravilnih ili lančanih struktura.
Ekstra u zadnje vrijeme, zapravo su se pojavile bioinspirirane strategije i strategije zelene sinteze, upotrebom silikateinskih enzima ili biljnih ekstrakata za taloženje silicija pod okolnim problemima, minimiziranje potrošnje energije i kemijskog otpada.
Ovi trajni pristupi sve su zanimljiviji za biomedicinske i ekološke primjene gdje su čistoća i biokompatibilnost ključni.
Nadalje, silika sol industrijske kvalitete obično se stvara pomoću postupaka ionske izmjene iz otopina natrijeva silikata, prianjaju elektrodijalizom kako bi se uklonili alkalijski ioni i stabilizirao koloid.
3. Praktična stanovanja i međufazne navike
3.1 Površinska reaktivnost i tehnike modifikacije
Površinu nanočestica silicijevog dioksida u solu kontroliraju silanolni timovi, koji mogu sudjelovati u vezivanju vodika, adsorpcija, i kovalentno cijepljenje s organosilanima.
Promjena površine korištenjem kombiniranih predstavnika kao što je 3-aminopropiltrietoksisilan (PRIKLADNO) ili metiltrimetoksisilan predstavlja funkcionalne timove (npr.– NH DVA,– CH ₃) koji mijenjaju hidrofilnost, reaktivnost, i kompatibilnost s prirodnim matricama.
Ove modifikacije omogućuju da silika sol služi kao kompatibilizator u križancima organsko-anorganskih spojeva, pojačavanje difuzije u polimerima i poboljšanje mehaničkih, toplinski, ili kuće s barijerama.
Nemodificirani silika sol pokazuje jaku hidrofilnost, što ga čini savršenim za tekuće sustave, dok se promijenjene verzije mogu raspršiti u nepolarnim otapalima za specijalizirane slojeve i boje.
3.2 Reološka i optička svojstva
Difuzije silicijevog sola obično pokazuju Newtonove cirkulacijske navike pri smanjenom fokusu, međutim, viskoznost se povećava s opterećenjem fragmenata i može prijeći na stanjivanje smicanjem pod visokim sadržajem krutih tvari ili djelomičnim nakupljanjem.
Ova reološka podesivost se iskorištava u završnim obradama, gdje su regulirana cirkulacija i izravnavanje bitni za dosljedno stvaranje filma.
Optički, silika sol je proziran u vidljivom spektru zbog veličine fragmenata ispod valne duljine, što smanjuje rasipanje svjetlosti.
Ova otvorenost omogućuje njegovu upotrebu u prozirnim oblogama, antirefleksne folije, i optička ljepila bez ugrožavanja estetske kvalitete.
Kad se osuši, dobiveni film od silicijevog dioksida čuva otvorenost dok nudi tvrdoću, otpornost na habanje, a toplinska stabilnost do ~ 600 °C.
4. Industrijske i napredne primjene
4.1 Premazi, Kompoziti, i Keramika
Silika sol se temeljito koristi u površinskim premazima za papir, tkanine, čelici, i građevinskih materijala za poboljšanje otpornosti na vodu, otpornost na ogrebotine, i otpornost.
U dimenzioniranju papira, poboljšava mogućnost ispisa i otpornost na vlagu stambenih objekata; u tvorničkim registratorima, mijenja prirodne smole s ekološki prihvatljivim anorganskim alternativama koje se lako razgrađuju tijekom lijevanja.
Kao preteča za silikatno staklo i keramiku, silika sol omogućuje niskotemperaturnu izradu gustih, elementi visoke čistoće putem sol-gel obrade, sprječavanje visokog faktora taljenja kvarca.
Također se koristi u širenju financijskih ulaganja, gdje stvara čvrstu, vatrostalni kalupi s velikom završnom površinom.
4.2 Biomedicinski, Katalitički, i energetske primjene
U biomedicini, silika sol služi kao sustav za sustave distribucije lijekova, biosenzori, i slikovna dijagnostika, gdje funkcionalizacija površine dopušta ciljano vezanje i regulirano otpuštanje.
Nanočestice mezoporoznog silicija (MSN-ovi), dobiven iz templatiranog silicijevog dioksida, pružaju visoku sposobnost pakiranja i uređaje za otpuštanje koji reagiraju na podražaje.
Kao pomoć katalizatora, silika sol daje matricu velike površine za paraliziranje čeličnih nanočestica (npr., Pt, Au, Pd), povećanje disperzije i katalitičke učinkovitosti u kemijskim promjenama.
U energetici, silika sol se koristi u separatorima baterija za povećanje toplinske stabilnosti, u slojevima membrane plinskih stanica za povećanje protonske vodljivosti, i u inkapsulantima solarnih panela za zaštitu od vlage i mehaničke napetosti.
U rezimeu, silicijev dioksid predstavlja temeljni nanomaterijal koji povezuje molekularnu kemiju i makroskopsku izvedbu.
Njegova kontrolirana sinteza, podesiva kemija površine, i fleksibilno rukovanje omogućuju transformativne primjene u svim sektorima, od trajne proizvodnje do sofisticirane medicinske skrbi i sustava napajanja.
Kako nanotehnologija napreduje, silika sol nastavlja funkcionirati kao sustav dizajna za izradu pametnih, multifunkcionalni koloidni proizvodi.
5. Distributer
Cabr-Concrete je dobavljač dodataka betonu s preko 12 godine iskustva u očuvanju energije u nanogradnjama i razvoju nanotehnologije. Prihvaća plaćanje putem kreditne kartice, T/T, West Union i Paypal. TRUNNANO će robu slati kupcima u inozemstvo putem FedExa, DHL, zračnim putem, ili morem. Ako tražite visokokvalitetni dodatak betonu, slobodno nas kontaktirajte i pošaljite upit.
oznake: silika sol,koloidni silika sol,silicij sol
Svi članci i slike su s interneta. Ako postoje problemi s autorskim pravima, kontaktirajte nas na vrijeme za brisanje.
Upitajte nas