1. Nguyên tắc cơ bản về hóa học Silica Sol và độ ổn định keo
1.1 Hình thái trang điểm và hạt
(Silic Sol)
Silica sol là chất khuếch tán keo an toàn bao gồm silicon dioxide vô định hình (SiO ₂) hạt nano, thường dao động từ 5 ĐẾN 100 đường kính nanomet, tạm dừng trong giai đoạn lỏng– nước thường xuyên nhất.
Các hạt nano này được tạo thành từ một mạng lưới ba chiều của tứ diện SiO ₄, tạo ra diện tích bề mặt xốp và có khả năng phản ứng cao, có nhiều silanol (Và– Ồ) các đội kiểm soát thói quen giao tiếp.
Trạng thái sol có tính di động về mặt nhiệt động, được giữ bởi lực đẩy tĩnh điện giữa các hạt mang điện; phí diện tích bề mặt phát triển từ quá trình ion hóa các nhóm silanol, bị khử proton trên pH ~ 2– 3, tạo ra các mảnh tích điện âm ngăn cản lẫn nhau.
Hình dạng hạt thường tròn, mặc dù các vấn đề tổng hợp có thể ảnh hưởng đến xu hướng thu thập và mua hàng trong thời gian ngắn.
Tỷ lệ diện tích bề mặt trên thể tích cao– thường xuyên vượt quá 100 m HAI/ g– làm cho silica sol có khả năng phản ứng đặc biệt, làm cho nó có thể tương tác mạnh với các polyme, kim loại, và các phân tử hữu cơ.
1.2 Thiết bị ổn định và thay đổi gelation
Độ ổn định keo trong silica sol chủ yếu được kiểm soát bởi sự cân bằng giữa áp suất van der Waals và lực đẩy tĩnh điện, được mô tả bởi DLVO (Derjaguin– Landau– Lo lắng– quá sức) lý thuyết.
Ở mức độ bền ion thấp và giá trị pH trên điểm đẳng điện (~ pH 2), dung lượng zeta của các bit đủ bất lợi để ngừng tổng hợp.
Tuy nhiên, bổ sung chất điện giải, pH thay đổi theo hướng trung tính, hoặc sự phân tán dung môi có thể sàng lọc chi phí diện tích bề mặt, giảm thiểu lực đẩy, và gây ra sự kết tụ bit, dẫn đến sự gel hóa.
Quá trình tạo gel đòi hỏi sự hình thành mạng lưới ba chiều thông qua siloxane (Và– ồ– Và) sự hình thành liên kết giữa các mảnh liền kề, thay đổi chất lỏng sol thành chất cứng, xerogel thấm khi khô.
Sự dịch chuyển sol-gel này có thể đảo ngược trong một số hệ thống nhưng thường dẫn đến những biến đổi cấu trúc không thể đảo ngược., tạo cơ sở cho việc sản xuất gốm sứ và composite sáng tạo.
2. Đường dẫn tổng hợp và kiểm soát quy trình
( Silic Sol)
2.1 Kỹ thuật Stöber và tăng trưởng có kiểm soát
Phương pháp được công nhận phổ biến nhất để tạo ra silica sol monodisperse là quy trình Stöber, được tạo ra ở 1968, liên quan đến quá trình thủy phân và ngưng tụ alkoxysilanes– thường là tetraethyl orthosilicate (TEOS)– trong một dụng cụ chứa cồn với dung dịch amoniac làm chất xúc tác.
Bằng cách điều chỉnh chính xác các thông số như tỷ lệ nước-TEOS, nồng độ amoniac, thành phần dung môi, và mức nhiệt độ phản ứng, kích thước mảnh có thể được điều chỉnh tái tạo từ ~ 10 nm đến hơn 1 µm có vòng tuần hoàn kích thước hẹp.
Hệ thống tiếp tục thông qua quá trình tạo mầm được tuân thủ bởi sự phát triển giới hạn khuếch tán, nơi các nhóm silanol ngưng tụ để phát triển liên kết siloxan, tích lũy khung silica.
Cách tiếp cận này phù hợp cho các ứng dụng yêu cầu các mảnh hình cầu đồng nhất, chẳng hạn như hỗ trợ sắc ký, yêu cầu hiệu chuẩn, và tinh thể quang tử.
2.2 Khóa học tổng hợp sinh học và xúc tác axit
Kỹ thuật tổng hợp thay thế bao gồm thủy phân xúc tác axit, điều này tạo thuận lợi cho sự ngưng tụ tuyến tính và gây ra nhiều bit đa phân tán hoặc tổng hợp hơn, thường được sử dụng trong các chất kết dính và lớp thương mại.
Điều kiện axit (pH 1– 3) thúc đẩy quá trình thủy phân chậm hơn tuy nhiên sự ngưng tụ nhanh hơn giữa các silanol được proton hóa, mang lại những cấu trúc không đều hoặc giống như chuỗi.
Gần đây hơn, chiến lược tổng hợp xanh và lấy cảm hứng từ sinh học đã thực sự xuất hiện, sử dụng enzyme silicatein hoặc chiết xuất thực vật để kết tủa silica trong các vấn đề môi trường xung quanh, giảm thiểu việc sử dụng năng lượng và chất thải hóa học.
Những phương pháp tiếp cận lâu dài này đang nhận được sự quan tâm cho các ứng dụng y sinh và sinh thái, nơi độ tinh khiết và khả năng tương thích sinh học là rất cần thiết..
Hơn nữa, silica sol cấp công nghiệp thường được tạo ra bằng quy trình trao đổi ion từ dung dịch natri silicat, được tuân thủ bằng phương pháp điện phân để loại bỏ các ion kiềm và ổn định chất keo.
3. Nơi ở thực tế và thói quen giao thoa
3.1 Kỹ thuật phản ứng và sửa đổi bề mặt
Diện tích bề mặt của hạt nano silica trong sol được kiểm soát bởi nhóm silanol, có thể tham gia liên kết hydro, sự hấp phụ, và ghép cộng hóa trị với organosilanes.
Thay đổi diện tích bề mặt bằng cách sử dụng các chất kết hợp như 3-aminopropyltriethoxysilane (THÍCH HỢP) hoặc methyltrimethoxysilane trình bày các nhóm chức năng (ví dụ.,– NH TWO,– CH ₃) làm thay đổi tính ưa nước, khả năng phản ứng, và khả năng tương thích với ma trận tự nhiên.
Những sửa đổi này cho phép silica sol đóng vai trò là chất tương thích trong các hợp chất vô cơ hữu cơ lai, tăng cường khuếch tán trong polyme và tăng cường cơ học, nhiệt, hoặc những ngôi nhà rào chắn.
Silica sol không biến tính thể hiện tính ưa nước mạnh, làm cho nó trở nên hoàn hảo cho các hệ thống chất lỏng, trong khi các phiên bản đã thay đổi có thể được phân tán trong dung môi không phân cực cho các lớp và mực chuyên dụng.
3.2 Đặc điểm lưu biến và quang học
Sự khuếch tán silica sol thường thể hiện thói quen tuần hoàn Newton ở tiêu điểm giảm, tuy nhiên độ nhớt tăng lên khi tải mảnh vỡ và có thể chuyển sang dạng cắt mỏng khi có hàm lượng chất rắn cao hoặc kết tụ một phần.
Khả năng điều chỉnh lưu biến này được khai thác ở phần hoàn thiện, nơi lưu thông và san lấp mặt bằng được điều tiết là cần thiết để hình thành màng nhất quán.
Về mặt quang học, silica sol trong suốt trong quang phổ đáng chú ý do kích thước bước sóng phụ của các mảnh, làm giảm sự tán xạ ánh sáng.
Tính mở này cho phép sử dụng nó trong các lớp phủ trong suốt, phim chống phản chiếu, và chất kết dính quang học mà không ảnh hưởng đến chất lượng thẩm mỹ.
Khi sấy khô, màng silica thu được duy trì độ mở trong khi vẫn mang lại độ cứng, khả năng chống mài mòn, và độ ổn định nhiệt lên đến ~ 600 ° C.
4. Ứng dụng công nghiệp và nâng cao
4.1 Lớp phủ, vật liệu tổng hợp, và Gốm sứ
Silica sol được ứng dụng triệt để làm lớp phủ bề mặt cho giấy, vải, thép, và vật liệu xây dựng để cải thiện khả năng chống nước, chống trầy xước, và khả năng phục hồi.
Trong định cỡ giấy, nó tăng cường khả năng in và chống ẩm cho các tài sản dân cư; trong chất kết dính nhà máy, nó thay đổi nhựa tự nhiên bằng các chất thay thế vô cơ thân thiện với môi trường, dễ phân hủy trong quá trình đúc.
Là tiền thân của thủy tinh silica và gốm sứ, silica sol cho phép chế tạo vật liệu dày ở nhiệt độ thấp, các nguyên tố có độ tinh khiết cao thông qua quá trình xử lý sol-gel, ngăn chặn yếu tố nóng chảy cao của thạch anh.
Nó cũng được sử dụng trong việc đầu tư tài chính, nơi nó tạo ra chất rắn, khuôn chịu lửa với bề mặt hoàn thiện lớn.
4.2 Y sinh, Chất xúc tác, và ứng dụng năng lượng
Trong y sinh, silica sol phục vụ như một hệ thống cho hệ thống phân phối thuốc, cảm biến sinh học, và chẩn đoán hình ảnh, nơi chức năng hóa diện tích bề mặt cho phép ràng buộc có mục tiêu và phát hành theo quy định.
Hạt nano silica trung tính (MSN), có nguồn gốc từ silica sol khuôn mẫu, cung cấp khả năng đóng gói cao và các thiết bị giải phóng đáp ứng kích thích.
Là chất xúc tác hỗ trợ, silica sol tạo ra ma trận diện tích bề mặt cao để làm tê liệt các hạt nano thép (ví dụ., Pt, Âu, Pd), tăng cường sự phân tán và hiệu quả xúc tác trong các thay đổi hóa học.
Trong năng lượng, silica sol được sử dụng trong máy tách pin để tăng cường độ ổn định nhiệt, trong các lớp màng tế bào khí để tăng cường độ dẫn proton, và trong các chất bao bọc tấm pin mặt trời để che chắn chống ẩm ướt và sức căng cơ học.
Tóm tắt lại, silica sol đại diện cho vật liệu nano nền tảng kết nối hóa học phân tử và hiệu suất vĩ mô.
Sự tổng hợp có kiểm soát của nó, diện tích bề mặt có thể điều chỉnh được, và xử lý linh hoạt cho phép các ứng dụng biến đổi trong toàn bộ các lĩnh vực, từ sản xuất lâu dài đến hệ thống điện và chăm sóc y tế phức tạp.
Khi công nghệ nano tiến bộ, silica sol tiếp tục hoạt động như một hệ thống thiết kế để tạo ra các sản phẩm thông minh, sản phẩm keo đa năng.
5. Nhà phân phối
Cabr-Concrete là nhà cung cấp Phụ gia bê tông với hơn 12 nhiều năm kinh nghiệm trong việc bảo tồn năng lượng công trình nano và phát triển công nghệ nano. Nó chấp nhận thanh toán qua thẻ tín dụng, T/T, Công Đoàn Phương Tây và Paypal. TRUNNANO sẽ vận chuyển hàng hóa tới khách hàng nước ngoài thông qua FedEx, DHL, bằng đường hàng không, hoặc bằng đường biển. Nếu bạn đang tìm kiếm Phụ gia bê tông chất lượng cao, xin vui lòng liên hệ với chúng tôi và gửi yêu cầu.
Thẻ: silic sol,keo silica sol,silicon sol
Tất cả các bài viết và hình ảnh được lấy từ Internet. Nếu có vấn đề gì về bản quyền, vui lòng liên hệ với chúng tôi kịp thời để xóa.
Hỏi chúng tôi