1. Основи хімії золю кремнезему та колоїдної стабільності
1.1 Макіяж і морфологія частинок
(Silica Sol)
Золь діоксиду кремнію – це безпечна колоїдна дифузія, що включає аморфний діоксид кремнію (SiO ₂) наночастинки, зазвичай в діапазоні від 5 до 100 нанометрів у діаметрі, призупинити на стадії рідини– найчастіше вода.
Ці наночастинки складаються з тривимірної мережі тетраедрів SiO ₄, створюючи пористу та високореакційну поверхню з великою кількістю силанолу (І– ой) команди, які контролюють звички взаємодії.
Стан золю є термодинамічно метастабільним, утримується електростатичним відштовхуванням між зарядженими частинками; Плата за площу поверхні розвивається внаслідок іонізації силанольних груп, які депротонують вище pH ~ 2– 3, генеруючи негативно заряджені фрагменти, які захищають один одного.
Форма частинок зазвичай кругла, хоча проблеми синтезу можуть вплинути на тенденції збирання та покупки на короткій відстані.
Високе співвідношення площі поверхні до об'єму– часто перевищує 100 м ДВА/ г– робить золь кремнезему надзвичайно чуйним, що робить можливим сильну взаємодію з полімерами, металів, і органічні молекули.
1.2 Пристрої стабілізації та зміна гелеутворення
Колоїдна стабільність кремнеземного золю в основному контролюється рівновагою між тиском Ван-дер-Ваальса, що привертає увагу, та електростатичним відштовхуванням, описані DLVO (Дерягін– Ландау– турбуватися– Овербік) теорія.
При низькій іонній витривалості та рН коштує вище ізоелектричної точки (~ pH 2), дзета-ємність бітів є достатньо несприятливою для зупинки агрегації.
Проте, додавання електролітів, Зміна pH у бік нейтральності, або розсіювання розчинника може екранувати витрати на площу поверхні, мінімізувати відштовхування, і викликають злиття бітів, що призводить до гелеутворення.
Гелеутворення тягне за собою утворення тривимірної мережі через силоксан (І– О– І) утворення зв'язку між сусідніми фрагментами, зміна рідкого золю на жорсткий, проникний ксерогель після висихання.
Цей золь-гель зсув є оборотним у деяких системах, але зазвичай призводить до незворотних структурних змін, створення основи для інноваційного виробництва кераміки та композитів.
2. Шляхи синтезу та управління процесом
( Silica Sol)
2.1 Техніка Штебера та контрольований ріст
Найбільш загальновизнаним методом створення монодисперсного золю кремнезему є процес Штебера, створений в 1968, який включає гідроліз і конденсацію алкоксисиланів– зазвичай тетраетилортосилікат (TEOS)– в спиртовому засобі з водним розчином аміаку в якості каталізатора.
Завдяки точному регулюванню таких параметрів, як співвідношення води та TEOS, концентрація аміаку, склад розчинника, і рівень температури відгуку, розмір фрагмента можна відтворити від ~ 10 нм до понад 1 мкм з циркуляцією вузького розміру.
Система продовжується шляхом зародження, до якого приєднується розвиток, обмежений дифузією, де силанольні групи конденсуються з утворенням силоксанових зв’язків, накопичення кремнеземного каркаса.
Цей підхід підходить для додатків, що вимагають однорідних сферичних фрагментів, такі як хроматографічні носії, вимоги до калібрування, і фотонні кристали.
2.2 Курси кислотно-каталізованого та біологічного синтезу
Альтернативні методи синтезу включають кислотно-каталізований гідроліз, що сприяє лінійній конденсації та спричиняє навіть більше полідисперсних або агрегованих частинок, зазвичай використовується в комерційних сполучних і шарах.
Кислі умови (pH 1– 3) сприяють повільнішому гідролізу, але швидшій конденсації між протонованими силанолами, призводять до неправильних або ланцюгоподібних структур.
Додатково останнім часом, фактично з’явилися стратегії біоінспірації та зеленого синтезу, використання силікатеїнових ферментів або рослинних екстрактів для осадження кремнезему в умовах навколишнього середовища, мінімізація використання енергії та хімічних відходів.
Ці тривалі підходи викликають інтерес для біомедичних та екологічних застосувань, де чистота та біосумісність є важливими.
Крім того, Золь кремнезему промислового сорту зазвичай створюють за допомогою іонообмінних процедур із розчинів силікату натрію, дотримуються електродіалізом для видалення іонів лугу та стабілізації колоїду.
3. Практичні місця проживання та міжфахові звички
3.1 Реакційна здатність поверхні та методи модифікації
Площа поверхні наночастинок кремнезему в золі контролюється групами силанолів, які можуть брати участь в утворенні водневих зв’язків, адсорбція, і ковалентне щеплення органосиланами.
Зміна площі поверхні з використанням комбінованих представників, таких як 3-амінопропілтриетоксисилан (ПІДХОДИТЬ) або метилтриметоксисилан представлений функціональними групами (наприклад,– NH ДВА,– CH ₃) що змінюють гідрофільність, реактивність, і сумісність з природними матрицями.
Ці модифікації дозволяють золю діоксиду кремнію служити засобом сумісності в органічних і неорганічних сполуках., підвищення дифузії в полімерах і посилення механічних, теплові, або бар'єрні будинки.
Немодифікований золь діоксиду кремнію виявляє сильну гідрофільність, що робить його ідеальним для рідинних систем, тоді як змінені версії можна диспергувати в неполярних розчинниках для спеціальних шарів і чорнила.
3.2 Реологічні та оптичні характеристики
Дифузії золю кремнезему зазвичай демонструють ньютонівські звички циркуляції при зниженому фокусі, однак в'язкість підвищується з навантаженням фрагментів і може переходити до розрідження зсуву за високого вмісту твердих речовин або часткової агрегації.
Ця реологічна регулюваність використовується в обробці, де регульована циркуляція та вирівнювання необхідні для стабільного формування плівки.
Оптично, Золь кремнезему прозорий у помітному спектрі завдяки субхвильовому розміру фрагментів, що зменшує розсіювання світла.
Така відкритість дозволяє використовувати його в прозорих покриттях, антиблікові плівки, і оптичні клеї без шкоди для естетичної якості.
При висиханні, отримана кремнеземна плівка зберігає відкритість, пропонуючи твердість, стійкість до стирання, і термостійкість до ~ 600 ° C.
4. Промислове та передове застосування
4.1 Покриття, композити, та Кераміка
Золь кремнезему широко використовується для покриття поверхні паперу, тканини, сталі, і будівельні матеріали для підвищення водостійкості, стійкість до подряпин, і стійкість.
У проклейці паперу, це покращує придатність для друку та захист від вологи в житлових приміщеннях; в заводських палітурках, він замінює природні смоли екологічно чистими неорганічними альтернативами, які легко розкладаються під час лиття.
Як попередник кремнеземного скла та кераміки, золь кремнезему дозволяє низькотемпературне виготовлення густих, елементи високої чистоти за допомогою золь-гель обробки, запобігання високому коефіцієнту плавлення кварцу.
Він також використовується для розподілу фінансових інвестицій, де він створює тверду речовину, вогнетривкі форми з великою поверхнею.
4.2 Біомедичний, Каталітичний, та енергетичні програми
У біомедицині, Silica sol служить системою для систем розподілу ліків, біосенсори, та діагностична візуалізація, де функціональність площі поверхні дозволяє цільове зв’язування та регульоване вивільнення.
Наночастинки мезопористого кремнезему (MSN), отриманий із шаблонного золю кремнезему, забезпечують високу пакувальну здатність і пристрої для вивільнення, що реагують на подразники.
Як допомога каталізатора, золь кремнезему дає матрицю з великою площею поверхні для паралізування сталевих наночастинок (напр., Пт, Au, Pd), підвищення дисперсії та каталітичної ефективності в хімічних змінах.
В енергетиці, Золь діоксиду кремнію використовується в сепараторах акумуляторів для підвищення термічної стабільності, у шарах мембран газових клітин для підвищення протонної провідності, і в капсулах для сонячних панелей для захисту від вологи та механічного натягу.
У підсумку, золь діоксиду кремнію є основним наноматеріалом, який поєднує молекулярну хімію та макроскопічні характеристики.
Його контрольований синтез, регульована хімія площі поверхні, і гнучке керування дозволяють трансформувати застосування в усіх секторах, від тривалого виробництва до складного медичного обслуговування та систем живлення.
У міру розвитку нанотехнологій, кремнеземний золь продовжує функціонувати як система дизайну для створення розумних, багатофункціональні колоїдні продукти.
5. Дистриб'ютор
Cabr-Concrete є постачальником добавок для бетону з над 12 багаторічний досвід енергозбереження нанобудівництва та розробки нанотехнологій. Він приймає оплату за допомогою кредитної картки, T/T, West Union і Paypal. TRUNNANO доставить товари клієнтам за кордоном через FedEx, DHL, по повітрю, або морем. Якщо ви шукаєте високоякісну добавку для бетону, будь ласка, зв’яжіться з нами та надішліть запит.
Теги: золь кремнезему,колоїдний кремнезем золь,золь кремнію
Всі статті та фотографії взяті з Інтернету. Якщо є проблеми з авторським правом, будь ласка, зв'яжіться з нами вчасно, щоб видалити.
Зверніться до нас