納米級的二氧化硅因其具有無毒、高化學穩定性、高生物相容性等特點,被廣泛用于陶瓷制品、橡膠改性、塑料、涂料、生物細胞分離和醫學工程、防曬劑、顏料等領域。納米二氧化硅的制備方法包括以下幾種。
1氣相法
氣相法是直接利用氣體或者通過各種手段將物質變成氣體,使之在氣體狀態下發生物理變化或化學反應,在冷卻過程中凝聚長大形成納米微粒的方法。包括等離子體法、激光化學法、濺射法和氣相水解法。
氣相法制備出的納米二氧化硅晶型結構好、純度高、粒徑分布均勻、重復性好,缺點是反應溫度高,對設備的要求高,投資大且操作條件苛刻。
2液相法
液相法是制備單分散二氧化硅微球經常采用的方法。液相法制備球形二氧化硅的方法一般有溶膠-凝膠法、溶膠種子法、微乳液法和沉淀法等。
①溶膠-凝膠法
溶膠-凝膠法指金屬醇鹽[M(OR)n,其中R=Si、Ti、Al、Zr等]在酸或者堿的醇溶液下水解生成氧化物溶膠,經過陳化、干燥等后處理得到粒子的方法。
此法得到的納米顆粒均勻,但是粒徑較小,在幾十納米到幾百納米之間,不適合制備更大粒徑的二氧化硅微球。
②溶膠種子法
溶膠種子法是利用起始單分散性膠粒作種子,再通過物理或者化學的方法提供SiO2,在種子上同步生長,從而得到單分散性的SiO2。
此法適合制備大粒徑的二氧化硅微球,但是要嚴格控制,防止新核生成,否則制備粒徑均一的二氧化硅微球比較困難。
③微乳液法
微乳液法一般指事先加入表面活性劑,配成微乳液體系,然后加入反應物,通過膠束表面滲透擴散進入到乳液里面,反應生長得到粒子的方法。
此法可以通過改變體系的配方,也可通過調節水與表面活性劑等各個成分的比例來制得不同粒徑的二氧化硅微球。
④沉淀法
沉淀法主要是以硅酸鈉和無機酸為原料,經沉淀過濾洗滌和干燥得到二氧化硅顆粒。
此法雖然原料低廉,但是制得的二氧化硅微球粒徑分布較寬,很難制得單分散的二氧化硅微球,但可以用于橡膠的增補劑。
此文章來源于粉體網,華南理工大學的王燕民教授將帶來“珠磨法制備二氧化硅類球形膠粒”的精彩報告。
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