सिलिका सोल: कोलोइडल नॅनोपार्टिकल्स ब्रिजिंग मटेरियल सायन्स आणि इंडस्ट्रियल इनोव्हेशन नॅनो सिलिकॉन डायऑक्साइड

1. सिलिका सोल रसायनशास्त्र आणि कोलाइडल स्थिरतेची मूलभूत तत्त्वे

1.1 मेक-अप आणि पार्टिकल मॉर्फोलॉजी

(सिलिका सोल)

सिलिका सोल अनाकार सिलिकॉन डायऑक्साइडसह एक सुरक्षित कोलाइडल प्रसार आहे (SiO ₂) नॅनोकण, पासून सहसा यावरील 5 करण्यासाठी 100 व्यासाचे नॅनोमीटर, द्रव अवस्थेत धरून ठेवा– बहुतेकदा पाणी.

हे नॅनोकण SiO ₄ टेट्राहेड्राच्या त्रिमितीय नेटवर्कचे बनलेले आहेत, सिलॅनॉलमध्ये मुबलक प्रमाणात सच्छिद्र आणि अत्यंत प्रतिक्रियाशील पृष्ठभाग क्षेत्र तयार करणे (आणि– ओह) इंटरफेसियल सवयी नियंत्रित करणारे संघ.

सोल स्टेट थर्मोडायनामिकली मेटास्टेबल आहे, चार्ज केलेल्या कणांमध्ये इलेक्ट्रोस्टॅटिक प्रतिकर्षणाद्वारे ठेवले जाते; सिलॅनॉल गटांच्या आयनीकरणातून पृष्ठभाग क्षेत्र फी विकसित होते, जे pH ~ 2 च्या वर deprotonate– 3, नकारात्मक चार्ज केलेले तुकडे निर्माण करणे जे एकमेकांपासून दूर जातात.

कणाचा आकार सामान्यतः गोल असतो, जरी संश्लेषण समस्या एकत्रित करण्याच्या प्रवृत्तींवर आणि अल्प-श्रेणीच्या खरेदीवर परिणाम करू शकतात.

उच्च पृष्ठभाग-क्षेत्र-ते-आवाज गुणोत्तर– वारंवार ओलांडणे 100 मी दोन/ ग्रॅम– सिलिका सोल अपवादात्मकपणे प्रतिसाद देते, पॉलिमरसह मजबूत संवाद साधणे शक्य करते, धातू, आणि सेंद्रिय रेणू.

1.2 स्थिरीकरण साधने आणि जेलेशन बदल

सिलिका सोलमधील कोलोइडल स्थिरता प्रामुख्याने व्हॅन डेर वाल्स लक्षवेधी दाब आणि इलेक्ट्रोस्टॅटिक प्रतिकर्षण यांच्यातील समतोलाद्वारे नियंत्रित केली जाते, DLVO द्वारे वर्णन केले आहे (डेरजागुइन– लांडौ– काळजी– ओव्हरबीक) सिद्धांत.

आयसोइलेक्ट्रिक पॉइंटच्या वर कमी आयनिक स्टॅमिना आणि pH मूल्यांवर (~ pH 2), एकत्रीकरण थांबवण्यासाठी बिट्सची झीटा क्षमता पुरेशी प्रतिकूल आहे.

तथापि, इलेक्ट्रोलाइट्स जोडणे, pH तटस्थतेकडे बदल, किंवा सॉल्व्हेंट अपव्यय पृष्ठभागाच्या क्षेत्रावरील खर्चाची स्क्रीनिंग करू शकते, प्रतिकार कमी करा, आणि थोडा संयोग होऊ शकतो, gelation अग्रगण्य.

जिलेशनमध्ये सिलोक्सेनद्वारे त्रि-आयामी नेटवर्क तयार होते (आणि– ओ– आणि) समीप तुकड्यांमधील बंध तयार करणे, द्रव सोल ताठ मध्ये बदलणे, कोरडे झाल्यावर पारगम्य झेरोजेल.

हे सोल-जेल शिफ्ट काही प्रणालींमध्ये उलट करता येण्यासारखे आहे तरीही सामान्यतः अपरिवर्तनीय संरचनात्मक बदल घडवून आणते, नाविन्यपूर्ण सिरेमिक आणि संमिश्र उत्पादनासाठी आधार तयार करणे.

2. संश्लेषण पथ आणि प्रक्रिया नियंत्रण

( सिलिका सोल)

2.1 स्टॉबर तंत्र आणि नियंत्रित वाढ

मोनोडिस्पर्स सिलिका सोल तयार करण्यासाठी सर्वात सामान्यपणे ओळखली जाणारी पद्धत म्हणजे स्टॉबर प्रक्रिया, मध्ये तयार केले 1968, ज्यामध्ये अल्कोक्सीसिलेनचे हायड्रोलिसिस आणि कंडेन्सेशन समाविष्ट आहे– सामान्यतः टेट्राइथिल ऑर्थोसिलिकेट (TEOS)– उत्प्रेरक म्हणून जलीय अमोनियासह अल्कोहोलिक साधनामध्ये.

पाणी-ते-टीईओएस गुणोत्तर यासारख्या पॅरामीटर्सचे अचूक नियमन करून, अमोनिया एकाग्रता, दिवाळखोर रचना, आणि प्रतिसाद तापमान पातळी, तुकड्याचा आकार ~ पासून पुनरुत्पादितपणे ट्यून केला जाऊ शकतो 10 nm ते जास्त 1 अरुंद परिमाण अभिसरणासह µm.

प्रसार-मर्यादित विकासाद्वारे पालन केलेल्या न्यूक्लिएशनद्वारे प्रणाली चालू राहते, जेथे सिलॅनॉल गट सिलोक्सेन बाँड विकसित करण्यासाठी घन होतात, सिलिका फ्रेमवर्क जमा करणे.

हा दृष्टिकोन एकसमान गोलाकार तुकड्यांसाठी कॉल करणाऱ्या अनुप्रयोगांसाठी योग्य आहे, जसे की क्रोमॅटोग्राफिक समर्थन, कॅलिब्रेशन आवश्यकता, आणि फोटोनिक क्रिस्टल्स.

2.2 आम्ल-उत्प्रेरित आणि जैविक संश्लेषण अभ्यासक्रम

वैकल्पिक संश्लेषण तंत्रामध्ये आम्ल-उत्प्रेरित हायड्रोलिसिसचा समावेश होतो, जे रेखीय कंडेन्सेशनला अनुकूल करते आणि आणखी पॉलीडिस्पर्स किंवा एकत्रित बिट्स बनवते, सामान्यतः व्यावसायिक बाईंडर आणि स्तरांमध्ये वापरला जातो.

अम्लीय स्थिती (pH 1– 3) प्रोटोनेटेड सिलॅनॉल्समध्ये धीमे हायड्रोलिसिस मात्र जलद कंडेन्सेशनला प्रोत्साहन देते, अनियमित किंवा साखळी सारखी संरचना आणा.

अलीकडे अतिरिक्त, जैव-प्रेरित आणि हरित संश्लेषण धोरण प्रत्यक्षात उदयास आले आहे, सभोवतालच्या समस्यांमध्ये सिलिका कमी करण्यासाठी सिलिकेटीन एंजाइम किंवा वनस्पती अर्क वापरणे, ऊर्जा वापर आणि रासायनिक कचरा कमी करणे.

या चिरस्थायी पध्दतींना बायोमेडिकल आणि इकोलॉजिकल ऍप्लिकेशन्ससाठी व्याजदर मिळत आहेत जिथे शुद्धता आणि जैव सुसंगतता आवश्यक आहे.

शिवाय, औद्योगिक-दर्जाचा सिलिका सोल सहसा सोडियम सिलिकेट सोल्यूशनमधून आयन-एक्सचेंज प्रक्रिया वापरून तयार केला जातो, अल्कली आयन काढून टाकण्यासाठी आणि कोलोइड स्थिर करण्यासाठी इलेक्ट्रोडायलिसिसद्वारे पालन केले जाते.

3. व्यावहारिक निवास आणि इंटरफेसियल सवयी

3.1 पृष्ठभाग प्रतिक्रिया आणि सुधारणा तंत्र

सोलमधील सिलिका नॅनोकणांच्या पृष्ठभागाचे क्षेत्र सिलनॉल संघांद्वारे नियंत्रित केले जाते, जे हायड्रोजन बाँडिंगमध्ये सहभागी होऊ शकतात, शोषण, आणि ऑर्गनोसिलेनसह सहसंयोजक ग्राफ्टिंग.

3-aminopropyltriethoxysilane सारख्या एकत्रित प्रतिनिधींचा वापर करून पृष्ठभागाचे क्षेत्रफळ बदलणे (योग्य) किंवा methyltrimethoxysilane कार्यात्मक संघ सादर करते (उदा.,– NH TWO,– CH ₃) जे हायड्रोफिलिसिटी बदलते, प्रतिक्रिया, आणि नैसर्गिक मॅट्रिक्ससह सुसंगतता.

या सुधारणांमुळे सिलिका सोल क्रॉस ब्रीड सेंद्रिय-अकार्बनिक यौगिकांमध्ये कंपॅटिबिलायझर म्हणून काम करू शकतात., पॉलिमरमध्ये प्रसार वाढवणे आणि यांत्रिक वर्धित करणे, थर्मल, किंवा अडथळा घरे.

अपरिवर्तित सिलिका सोल मजबूत हायड्रोफिलिसिटी प्रदर्शित करते, लिक्विड सिस्टमसाठी ते परिपूर्ण बनवते, बदललेल्या आवृत्त्या विशिष्ट थर आणि शाईसाठी नॉनपोलर सॉल्व्हेंट्समध्ये विखुरल्या जाऊ शकतात.

3.2 Rheological आणि ऑप्टिकल वैशिष्ट्ये

सिलिका सोल डिफ्यूजन सामान्यत: न्यूटोनियन अभिसरण सवयी कमी फोकसवर प्रदर्शित करतात, तथापि, फ्रॅगमेंट लोडिंगसह स्निग्धता वाढते आणि उच्च घन सामग्री किंवा आंशिक एकत्रीकरण अंतर्गत कातरणे-पातळ होण्याकडे वळू शकते.

या रिओलॉजिकल ट्युनेबिलिटीचा उपयोग शेवटच्या टप्प्यात केला जातो, जेथे नियमित अभिसरण आणि समतलीकरण सातत्यपूर्ण चित्रपट निर्मितीसाठी आवश्यक आहे.

ऑप्टिकली, तुकड्यांच्या उप-तरंगलांबीच्या आकारामुळे लक्षात येण्याजोग्या स्पेक्ट्रममध्ये सिलिका सोल पारदर्शक आहे, जे प्रकाश विखुरणे कमी करते.

हे मोकळेपणा स्पष्ट आवरणांमध्ये त्याचा वापर करण्यास सक्षम करते, विरोधी प्रतिबिंबित चित्रपट, आणि सौंदर्याचा दर्जा धोक्यात न आणता ऑप्टिकल चिकटवता.

वाळल्यावर, परिणामी सिलिका फिल्म कडकपणा प्रदान करताना मोकळेपणा टिकवून ठेवते, घर्षण प्रतिकार, आणि ~ पर्यंत थर्मल स्थिरता 600 ° से.

4. औद्योगिक आणि प्रगत अनुप्रयोग

4.1 कोटिंग्ज, संमिश्र, आणि सिरॅमिक्स

सिलिका सोल कागदाच्या पृष्ठभागाच्या कोटिंग्जमध्ये पूर्णपणे वापरला जातो, फॅब्रिक्स, स्टील्स, आणि पाणी प्रतिकार सुधारण्यासाठी बांधकाम साहित्य, स्क्रॅच प्रतिकार, आणि लवचिकता.

कागदाच्या आकारात, हे मुद्रणक्षमता आणि ओलावा अडथळा निवासी गुणधर्म वाढवते; फॅक्टरी बाइंडरमध्ये, हे इको-फ्रेंडली अकार्बनिक पर्यायांसह नैसर्गिक रेजिन बदलते जे कास्टिंग दरम्यान सहजपणे विघटित होते.

सिलिका ग्लास आणि सिरेमिकसाठी अग्रदूत म्हणून, सिलिका सोल कमी-तापमानात जाड तयार करण्यास परवानगी देते, सोल-जेल प्रक्रियेद्वारे उच्च-शुद्धता घटक, क्वार्ट्जचा उच्च वितळणारा घटक प्रतिबंधित करणे.

याचा उपयोग आर्थिक गुंतवणुकीच्या प्रसारामध्ये देखील केला जातो, जेथे ते घन तयार करते, उत्कृष्ट पृष्ठभागाचे क्षेत्रफळ असलेले रेफ्रेक्ट्री मोल्ड.

4.2 बायोमेडिकल, उत्प्रेरक, आणि ऊर्जा अनुप्रयोग

बायोमेडिसिन मध्ये, सिलिका सोल औषध वितरण प्रणालीसाठी एक प्रणाली म्हणून काम करते, बायोसेन्सर्स, आणि डायग्नोस्टिक इमेजिंग, जेथे पृष्ठभागाचे क्षेत्रफळ कार्यान्वित करणे लक्ष्यित बंधनकारक आणि विनियमित प्रकाशनास परवानगी देते.

मेसोपोरस सिलिका नॅनोकण (MSNs), टेम्प्लेटेड सिलिका सोल पासून व्युत्पन्न, उच्च पॅकिंग क्षमता आणि उत्तेजक-प्रतिसाद देणारी रिलीझ उपकरणे प्रदान करतात.

उत्प्रेरक सहाय्य म्हणून, सिलिका सोल स्टील नॅनो कणांना अर्धांगवायू करण्यासाठी उच्च-पृष्ठभाग-क्षेत्र मॅट्रिक्स देते (उदा., पं, Au, पीडी), रासायनिक बदलांमध्ये फैलाव आणि उत्प्रेरक परिणामकारकता वाढवणे.

ऊर्जेत, थर्मल स्थिरता वाढविण्यासाठी सिलिका सोलचा वापर बॅटरी सेपरेटरमध्ये केला जातो, प्रोटॉन चालकता वाढवण्यासाठी गॅस सेल झिल्लीच्या थरांमध्ये, आणि ओलेपणा आणि यांत्रिक तणाव विरूद्ध संरक्षण करण्यासाठी सोलर पॅनेल एनकॅप्सुलंट्समध्ये.

संक्षेप मध्ये, सिलिका सोल हे मूलभूत नॅनोमटेरियलचे प्रतिनिधित्व करते जे आण्विक रसायनशास्त्र आणि मॅक्रोस्कोपिक कार्यक्षमतेला जोडते.

त्याचे नियंत्रित संश्लेषण, ट्यून करण्यायोग्य पृष्ठभाग क्षेत्र रसायनशास्त्र, आणि लवचिक हाताळणी सर्व क्षेत्रांमध्ये परिवर्तनीय अनुप्रयोगांना अनुमती देते, चिरस्थायी उत्पादन ते अत्याधुनिक वैद्यकीय सेवा आणि उर्जा प्रणाली.

नॅनो टेक्नॉलॉजी जसजशी प्रगती करत आहे, सिलिका सोल हुशार बनविण्यासाठी डिझाइन सिस्टम म्हणून कार्य करत आहे, मल्टीफंक्शनल कोलाइडल उत्पादने.

5. वितरक

Cabr-Concrete हे ओव्हरसह काँक्रीट मिश्रणाचा पुरवठादार आहे 12 नॅनो-बिल्डिंग ऊर्जा संवर्धन आणि नॅनोटेक्नॉलॉजी विकासाचा अनुभव. ते क्रेडिट कार्डद्वारे पेमेंट स्वीकारते, T/T, वेस्ट युनियन आणि पेपल. TRUNNANO FedEx द्वारे परदेशातील ग्राहकांना माल पाठवेल, DHL, हवेने, किंवा समुद्राने. जर तुम्ही उच्च दर्जाचे काँक्रीट मिश्रण शोधत असाल, कृपया आमच्याशी संपर्क साधा आणि चौकशी पाठवा.
टॅग्ज: सिलिका सोल,कोलोइडल सिलिका सोल,सिलिकॉन सोल

सर्व लेख आणि चित्रे इंटरनेटवरून आहेत. काही कॉपीराइट समस्या असल्यास, कृपया हटवण्यासाठी वेळेत आमच्याशी संपर्क साधा.

आमची चौकशी करा