1. Silicio dioksido chemijos ir koloidinio stabilumo pagrindai
1.1 Makiažas ir dalelių morfologija
(Silicio dioksidas)
Silicio dioksidas yra saugi koloidinė difuzija, įskaitant amorfinį silicio dioksidą (SiO ₂) nanodalelės, paprastai svyruoja nuo 5 į 100 nanometrų skersmens, sulaikyti skystoje stadijoje– dažniausiai vanduo.
Šios nanodalelės sudarytos iš trimačio SiO ₄ tetraedrų tinklo, sukuriant porėtą ir labai reaktyvų paviršiaus plotą, kuriame gausu silanolio (Ir– Oi) komandos, kurios kontroliuoja sąsajų įpročius.
Solio būsena yra termodinamiškai metastabili, išlaikomas elektrostatinės atstūmimo dėka tarp įkrautų dalelių; paviršiaus mokestis susidaro dėl silanolio grupių jonizacijos, kurios deprotonuoja virš pH ~ 2– 3, generuoja neigiamo krūvio fragmentus, kurie atbaido vienas kitą.
Dalelių forma paprastai yra apvali, nors sintezės problemos gali turėti įtakos rinkimo tendencijoms ir trumpam pirkimui.
Didelis paviršiaus ploto ir tūrio santykis– dažnai viršija 100 m DU/ g– todėl silicio dioksidas yra ypač jautrus, leidžianti stipriai sąveikauti su polimerais, metalai, ir organines molekules.
1.2 Stabilizavimo įtaisai ir gelio keitimas
Koloidinį stabilumą silicio dioksido zolyje pirmiausia kontroliuoja pusiausvyra tarp van der Waalso akį traukiančių slėgių ir elektrostatinės atstūmimo, aprašė DLVO (Derjaguinas– Landau– nerimauti– Overbeek) teorija.
Esant žemai joninei ištvermei ir pH vertės viršija izoelektrinį tašką (~ pH 2), bitų zeta talpa yra pakankamai nepalanki, kad sustabdytų agregaciją.
Tačiau, elektrolitų papildymas, pH pokytis link neutralumo, arba tirpiklio išsklaidymas gali ekranuoti paviršiaus išlaidas, sumažinti atstūmimą, ir sukelti bitų susiliejimą, vedantis į želė susidarymą.
Geliacija reiškia trimačio tinklo susidarymą per siloksaną (Ir– O– Ir) ryšių susidarymas tarp gretimų fragmentų, skystą zolį pakeitus į standų, pralaidus kserogelis išdžiūvus.
Šis solo ir gelio poslinkis kai kuriose sistemose yra grįžtamas, tačiau paprastai sukelia negrįžtamus struktūrinius pakeitimus, sukurti naujoviškos keramikos ir kompozitų gamybos pagrindą.
2. Sintezės keliai ir procesų valdymas
( Silicio dioksidas)
2.1 Stöber technika ir kontroliuojamas augimas
Dažniausiai pripažintas monodispersinio silicio dioksido kūrimo metodas yra Stöber procesas, sukurtas m 1968, kuri apima alkoksisilanų hidrolizę ir kondensaciją– paprastai tetraetilo ortosilikatas (TEOS)– alkoholiniame įrankyje su vandeniniu amoniaku kaip katalizatoriumi.
Tiksliai reguliuojant tokius parametrus kaip vandens ir TEOS santykis, amoniako koncentracija, tirpiklio sudėtis, ir reakcijos temperatūros lygis, Fragmento dydį galima atkurti iš ~ 10 nm iki pabaigos 1 µm su siauro matmens cirkuliacija.
Sistema tęsiasi per branduolių susidarymą, kurio laikomasi dėl difuzijos riboto vystymosi, kur silanolio grupės kondensuojasi ir susidaro siloksano ryšiai, kaupiantis silicio karkasą.
Šis metodas tinka tais atvejais, kai reikia vienodų sferinių fragmentų, pavyzdžiui, chromatografinės atramos, kalibravimo reikalavimai, ir fotoniniai kristalai.
2.2 Rūgščių katalizuojami ir biologinės sintezės kursai
Alternatyvūs sintezės metodai apima rūgštimi katalizuojamą hidrolizę, kuris skatina tiesinį kondensaciją ir sukelia dar daugiau polidispersinių arba agreguotų bitų, paprastai naudojamas komerciniuose rišikliuose ir sluoksniuose.
Rūgščios sąlygos (pH 1– 3) skatina lėtesnę hidrolizę, tačiau greitesnę kondensaciją tarp protonuotų silanolių, sukurti netaisyklingas arba grandinės pavidalo struktūras.
Pastaruoju metu papildomai, iš tikrųjų atsirado biologiškai įkvėptos ir žaliosios sintezės strategijos, silikato fermentų arba augalų ekstraktų naudojimas silicio dioksidui nusodinti esant aplinkos problemoms, sumažinti energijos suvartojimą ir cheminių atliekų kiekį.
Šie ilgalaikiai metodai sulaukia susidomėjimo biomedicininiais ir ekologiniais tikslais, kai grynumas ir biologinis suderinamumas yra labai svarbūs.
Be to, pramoninio silicio dioksido zolis paprastai sukuriamas naudojant jonų mainų procedūras iš natrio silikato tirpalų, priklijuojamas elektrodializės būdu, kad pašalintų šarmų jonus ir stabilizuotų koloidą.
3. Praktinės gyvenamosios vietos ir sąsajų įpročiai
3.1 Paviršiaus reaktyvumo ir modifikavimo metodai
Silicio nanodalelių paviršiaus plotą zolyje kontroliuoja silanolio komandos, kurie gali dalyvauti vandenilio jungime, adsorbcija, ir kovalentinis skiepijimas organosilanais.
Paviršiaus ploto keitimas naudojant derinius, tokius kaip 3-aminopropiltrietoksisilanas (TINKAMAS) arba metiltrimetoksisilanas pristato funkcines komandas (pvz.,– NH TWO,– CH ₃) kurie keičia hidrofiliškumą, reaktyvumas, ir suderinamumas su natūraliomis matricomis.
Dėl šių modifikacijų silicio dioksido zolis gali būti suderinamoji medžiaga mišriuose organiniuose ir neorganiniuose junginiuose, padidina polimerų difuziją ir pagerina mechaninį, terminis, arba barjeriniai namai.
Nemodifikuotas silicio dioksido zolis pasižymi stipriu hidrofiliškumu, todėl puikiai tinka skystoms sistemoms, o pakeistos versijos gali būti išsklaidytos nepoliniuose tirpikliuose, skirtuose specializuotiems sluoksniams ir rašalui.
3.2 Reologinės ir optinės charakteristikos
Silicio dioksido difuzijos paprastai rodo Niutono cirkuliacijos įpročius esant sumažintam židiniui, tačiau klampumas didėja padidėjus fragmentų apkrovai ir gali pereiti prie šlyties skiedimo esant dideliam kietųjų dalelių kiekiui arba daliniam agregacijai.
Šis reologinis suderinamumas išnaudojamas apdailai, kur reguliuojama cirkuliacija ir išlyginimas yra būtini nuosekliam plėvelės formavimui.
Optiškai, silicio dioksido zolis yra skaidrus pastebimame spektre dėl fragmentų subbangos ilgio, kuris sumažina šviesos sklaidą.
Šis atvirumas leidžia jį naudoti skaidriose dangose, antirefleksinės plėvelės, ir optinius klijus, nesukeliant pavojaus estetinei kokybei.
Išdžiovinus, gauta silicio plėvelė išsaugo atvirumą ir suteikia kietumo, atsparumas dilimui, ir šiluminis stabilumas iki ~ 600 °C.
4. Pramonės ir pažangios programos
4.1 Dangos, Kompozitai, ir keramika
Silicio dioksidas yra kruopščiai naudojamas popieriaus paviršiaus padengimui, audiniai, plienų, ir statybines medžiagas, didinančias atsparumą vandeniui, atsparumas įbrėžimams, ir atsparumas.
Pagal popieriaus dydį, jis pagerina spausdinamumą ir padidina drėgmės kliūčių gyvenamąsias savybes; gamykliniuose segtuvuose, jis pakeičia natūralias dervas ekologiškomis neorganinėmis alternatyvomis, kurios liejimo metu lengvai suyra.
Kaip silicio stiklo ir keramikos pirmtakas, silicio dioksido zolis leidžia žemoje temperatūroje gaminti storus, didelio grynumo elementai apdorojant sol-gel, užkirsti kelią aukštam kvarco lydymosi faktoriui.
Jis taip pat naudojamas platinant finansines investicijas, kur sukuria kietą, ugniai atsparios formos su dideliu paviršiaus apdaila.
4.2 Biomedicinos, Katalizinis, ir energetikos programos
Biomedicinoje, silicio dioksido solas yra vaistų paskirstymo sistemų sistema, biojutikliai, ir diagnostinis vaizdas, kur paviršiaus ploto funkcionalumas leidžia tikslingai surišti ir reguliuojamą išleidimą.
Mezoporinės silicio dioksido nanodalelės (MSN), gautas iš šabloninio silicio dioksido zolio, užtikrina aukštą pakavimo galimybę ir į dirgiklius reaguojančius atleidimo įtaisus.
Kaip katalizatoriaus pagalba, silicio dioksidas suteikia didelio paviršiaus matricą, skirtą paralyžiuoti plieno nanodaleles (pvz., Pt, Au, Pd), dispersijos ir katalizinio efektyvumo didinimas vykstant cheminiams pokyčiams.
Energijoje, silicio dioksidas naudojamas baterijų separatoriuose, siekiant padidinti šiluminį stabilumą, dujų ląstelių membranų sluoksniuose, kad padidėtų protonų laidumas, ir saulės kolektorių kapsulėse, siekiant apsaugoti nuo drėgmės ir mechaninio įtempimo.
Apibendrinant, silicio dioksidas yra pagrindinė nanomedžiaga, kuri jungia molekulinę chemiją ir makroskopinį veikimą.
Jo kontroliuojama sintezė, derinamo paviršiaus ploto chemija, ir lankstus valdymas leidžia pritaikyti transformacines programas visuose sektoriuose, nuo ilgalaikės gamybos iki sudėtingų medicininės priežiūros ir maitinimo sistemų.
Nanotechnologijoms tobulėjant, silicio dioksido solas ir toliau veikia kaip projektavimo sistema, leidžianti išmanyti, daugiafunkciniai koloidiniai produktai.
5. Platintojas
„Cabr-Concrete“ yra betono priedų tiekėjas 12 ilgametė patirtis nanopastatų energijos taupymo ir nanotechnologijų kūrimo srityse. Jis priima mokėjimą kreditine kortele, T/T, West Union ir Paypal. TRUNNANO išsiųs prekes klientams į užsienį per FedEx, DHL, oru, arba jūra. Jei ieškote aukštos kokybės betono mišinio, nedvejodami susisiekite su mumis ir atsiųskite užklausą.
Žymos: silicio dioksido sol,koloidinio silicio dioksido zolis,silicio sol
Visi straipsniai ir nuotraukos yra iš interneto. Jei yra kokių nors autorių teisių problemų, susisiekite su mumis laiku, kad ištrintumėte.
Pasiteiraukite mūsų