1. Основы химии кремнеземных золей и коллоидной стабильности
1.1 Состав и морфология частиц
(Кремнезем Соль)
Золь кремнезема представляет собой безопасную коллоидную диффузию, включающую аморфный диоксид кремния. (СиО ₂) наночастицы, обычно варьируется от 5 к 100 нанометры в диаметре, задерживаться на жидкой стадии– чаще всего вода.
Эти наночастицы состоят из трехмерной сети тетраэдров SiO ₄., создание пористой и высокореактивной поверхности, богатой силанолом (И– ОЙ) команды, которые контролируют интерфейсные привычки.
Золь-состояние термодинамически метастабильно., удерживается электростатическим отталкиванием между заряженными частицами; Плата за площадь поверхности возникает в результате ионизации силанольных групп., которые депротонируют выше pH ~ 2– 3, генерация отрицательно заряженных фрагментов, которые отталкивают друг друга.
Форма частиц обычно круглая., хотя проблемы синтеза могут влиять на склонность к собирательству и покупкам на короткие дистанции..
Высокое соотношение площади поверхности к объему– часто превышающие 100 м ДВА/г– делает кремниевый золь исключительно отзывчивым, делая возможным прочное взаимодействие с полимерами, металлы, и органические молекулы.
1.2 Стабилизирующие устройства и изменение гелеобразования
Коллоидная стабильность золя кремнезема в первую очередь контролируется равновесием между бросающимся в глаза давлением Ван-дер-Ваальса и электростатическим отталкиванием., описано DLVO (Дерягин– Ландо– Волноваться– Овербек) теория.
При низкой ионной выносливости и значениях pH выше изоэлектрической точки. (~ pH 2), дзета-емкость битов достаточно неблагоприятна, чтобы остановить агрегацию.
Однако, добавление электролитов, Изменение pH в сторону нейтральности, или рассеивание растворителя может экранировать затраты на площадь поверхности, минимизировать отталкивание, и вызвать слияние битов, приводящие к гелеобразованию.
Гелеобразование влечет за собой образование трехмерной сети посредством силоксана. (И– О– И) образование связи между соседними фрагментами, превращение жидкого золя в твердый, проницаемый ксерогель после высыхания.
Этот золь-гель сдвиг в некоторых системах обратим, но обычно приводит к необратимым структурным изменениям., создание основы для инновационного керамического и композитного производства.
2. Пути синтеза и управление процессами
( Кремнезем Соль)
2.1 Техника Штёбера и контролируемый рост
Наиболее распространенным методом создания монодисперсного золя кремнезема является процесс Штёбера., создано в 1968, который включает гидролиз и конденсацию алкоксисиланов– обычно тетраэтилортосиликат (ТЭОС)– в спиртовом средстве с водным раствором аммиака в качестве катализатора.
Путем точного регулирования таких параметров, как соотношение воды и ТЭОС., концентрация аммиака, растворяющая композиция, и уровень температуры срабатывания, размер фрагмента можно воспроизводимо настраивать от ~ 10 нм более 1 мкм при узкой циркуляции.
Система продолжается посредством зарождения, сопровождаемого развитием, ограниченным диффузией., где силанольные группы конденсируются с образованием силоксановых связей, накопление кремнеземного каркаса.
Этот подход подходит для приложений, требующих однородных сферических фрагментов., такие как хроматографические подставки, требования к калибровке, и фотонные кристаллы.
2.2 Курсы кислотно-катализируемого и биологического синтеза
Альтернативные методы синтеза включают кислотно-катализируемый гидролиз., что способствует линейной конденсации и приводит к еще большему количеству полидисперсных или агрегированных битов., обычно используется в коммерческих связующих и слоях.
Кислые условия (pH 1– 3) способствуют более медленному гидролизу, однако более быстрой конденсации между протонированными силанолами, вызывать нерегулярные или цепочечные структуры.
Последнее время, фактически появились стратегии биоинспирации и зеленого синтеза., использование силикатиновых ферментов или растительных экстрактов для осаждения кремнезема в условиях окружающей среды, минимизация потребления энергии и химических отходов.
Эти долгосрочные подходы вызывают все больший интерес для биомедицинских и экологических применений, где чистота и биосовместимость имеют важное значение..
Более того, Золь кремнезема промышленного качества обычно создается с помощью ионообменных процедур из растворов силиката натрия., прикрепляется электродиализом для удаления ионов щелочных металлов и стабилизации коллоида.
3. Практическое место жительства и интерфейсные привычки
3.1 Реактивность поверхности и методы модификации
Площадь поверхности наночастиц кремнезема в золе контролируется силанольными командами., которые могут участвовать в образовании водородных связей, адсорбция, и ковалентная прививка органосиланами.
Изменение площади поверхности с использованием сочетания представителей, таких как 3-аминопропилтриэтоксисилан. (ПОДХОДЯЩИЙ) или метилтриметоксисилан представляет функциональные группы (например.,– НХ ДВА,– CH ₃) которые меняют гидрофильность, реактивность, и совместимость с натуральными матрицами.
Эти модификации позволяют золю кремнезема служить агентом совместимости в скрещенных органо-неорганических соединениях., усиление диффузии в полимерах и улучшение механических, термический, или барьерные дома.
Немодифицированный золь кремнезема обладает сильной гидрофильностью., что делает его идеальным для жидкостных систем, в то время как измененные версии можно диспергировать в неполярных растворителях для специализированных слоев и чернил..
3.2 Реологические и оптические характеристики
Диффузия золя кремнезема обычно демонстрирует ньютоновскую циркуляцию при уменьшенном фокусе., однако вязкость увеличивается при загрузке фрагментов и может перейти к разжижению при сдвиге при высоком содержании твердых частиц или частичной агрегации..
Эта реологическая возможность настройки используется при отделке., там, где регулируемая циркуляция и выравнивание необходимы для равномерного образования пленки.
Оптически, золь кремнезема прозрачен в заметном спектре из-за субволнового размера фрагментов., что уменьшает рассеяние света.
Эта открытость позволяет использовать его в прозрачных покрытиях., антибликовые пленки, и оптические клеи без ущерба для эстетического качества..
При высыхании, полученная кремнеземная пленка сохраняет открытость, обеспечивая при этом твердость, устойчивость к истиранию, и термостабильность до ~ 600 °С.
4. Промышленные и передовые приложения
4.1 Покрытия, Композиты, и керамика
Золь кремнезема широко используется в покрытиях поверхности бумаги., ткани, стали, и строительные материалы для улучшения водонепроницаемости, устойчивость к царапинам, и устойчивость.
По размеру бумаги, улучшает печатные свойства и защищает жилые помещения от влаги; в заводских переплётах, он заменяет натуральные смолы экологически чистыми неорганическими альтернативами, которые легко разлагаются в процессе отливки..
Как предшественник кварцевого стекла и керамики, золь кремнезема позволяет изготавливать толстые изделия при низких температурах., элементы высокой чистоты посредством золь-гель обработки, предотвращение высокого коэффициента плавления кварца.
Он также используется в распространении финансовых инвестиций., где он создает твердое, огнеупорные формы с превосходной отделкой поверхности.
4.2 Биомедицинский, Каталитический, и энергетические приложения
В биомедицине, кремнеземный золь служит системой для систем распределения лекарств., биосенсоры, и диагностическая визуализация, где функционализация площади поверхности обеспечивает целевое связывание и регулируемое высвобождение.
Мезопористые наночастицы кремнезема (MSN), получено из шаблонного силиказоля, обеспечить высокую способность упаковки и устройства освобождения, реагирующие на раздражители.
В качестве катализатора помощи, золь кремнезема образует матрицу с большой площадью поверхности, парализующую наночастицы стали. (например, Пт, Ау, ПД), повышение дисперсии и каталитической эффективности химических изменений.
В энергетике, золь кремнезема используется в сепараторах аккумуляторов для повышения термической стабильности., в слоях мембран газовых клеток для повышения протонной проводимости, и в герметиках солнечных панелей для защиты от влаги и механического напряжения..
Вкратце, золь кремнезема представляет собой основополагающий наноматериал, который объединяет молекулярную химию и макроскопические характеристики..
Его контролируемый синтез, настраиваемая химия площади поверхности, и гибкое управление позволяют трансформировать приложения во всех секторах, от долговременного производства до сложных систем медицинского обслуживания и энергоснабжения.
По мере развития нанотехнологий, кремниевый золь продолжает функционировать как система проектирования для создания умных, многофункциональные коллоидные продукты.
5. Распределитель
Cabr-Concrete является поставщиком добавок в бетон с более чем 12 многолетний опыт в энергосбережении наностроительств и развитии нанотехнологий. Он принимает оплату через кредитную карту, Т/Т, Вест Юнион и ПайПал. TRUNNANO будет отправлять товары клиентам за границу через FedEx., ДХЛ, по воздуху, или по морю. Если вы ищете качественную добавку для бетона, пожалуйста, не стесняйтесь связаться с нами и отправить запрос.
Теги: кремнеземный золь,коллоидный золь кремнезема,кремниевый золь
Все статьи и фотографии взяты из Интернета.. Если есть какие-либо проблемы с авторскими правами, пожалуйста, свяжитесь с нами вовремя, чтобы удалить.
Запросите нас