纳米二氧化硅
纳米二氧化硅的性质:
1.1 物理性质 纳米Si02为无定型白色粉末,是一种无毒、无味、无污染的无机非金属材料。经透射电子显微镜测试分析.这种材料明显显现出絮状或网状的准颗粒结构,颗粒尺寸小,比表面积大。工业用Si02称作自炭黑,是一种超微细粉体,质轻,原始粒径O.3微米以下,相对密度2.319~2.653熔点1750℃,吸潮后形成聚合细颗粒。
1.2 化学性质 纳米Si02的体积效应和量子隧道效应使其产生渗透作用,可深入到高分子化合物的“键附近,与其电子云发生重叠,形成空间网状结构,从而大幅度提高了高分子材料的力学强度、韧性、耐磨性和耐老化性等。因而,人们常利用纳米Si02的这些特殊结构和性能对塑料及涂料进行改性或制各有机Si02复合材料,提高有机高分子材料的综合性能。
1.3 光学性质 纳米Si02微粒由于只有几个纳米到几十个纳米,因而,它所表现出来的小尺寸效应和表面界面效应使其具有与常规的块体及粗颗粒材料不同的特殊光学特性。采用美国Varian公司Cary一5E分光光谱仪对纳米Si02抽样测试表明,对波长200~280 nm紫外光短波段,反射率为70%~80%;对波长280~300 nm的紫外中波段,反射率为80%以上:在波长300~800 nm之间,纳米Si02材料的光反射率达85%;对波长在800~1300 nm的近红外光反射率也达70~80%。
应用现状
3.1 单分散、大粒径介孔球形颗粒可用作标准计量的基准物,可用作电镜、光学显微镜及粒径测定仪等仪器的标准粒子,可用于胶体体系的研究以及半透明膜孔径的测定,还可在电子工业检测仪器中作标准物质。
3.2 介孔氧化物球形颗粒在医学和生物化学领域中应用日益广泛,它可用于临床检验、药物释放、癌症和肝炎的诊断、细胞的标记、识别、分离和培养、放射性免疫固相载体及免疫吸收等方面。
3.3 在分析化学中可以作高效液相色谱填料,适当粒径的单分散微球可大大提高分离效果及检测精确度,并可改善流动性。新近开发的新型快速蛋白液相色谱以介孔球形颗粒为填料,可实现蛋白质、肽及核苷酸的快速而精密的分离。
3.4 在化学工业中大粒径、单分散并具有介孔结构的氧化物微球可用作催化剂载体,其催化活性高,副反应少,反复利用率和选择性高,并且催化剂易于回收。
3.5 在农业中, 应用纳米SiO2制作农业种子处理剂, 可提高农作物产量, 提前进人成熟期。纳米SiO2还应用于除草剂和杀虫剂中, 若在颗粒状的杀虫剂配方中, 加人少量纳米SiO2, 会有效地控制和防止有害物质产生;纳米SiO2也可用作防治水果、蔬菜各种疾病的高效杀菌剂。在食品行业中,添加纳米SiO2的食品包装袋, 对水果、蔬菜可起到保鲜作用; 在酒类生产中应用纳米SiO2 , 可起到净化和延长保鲜期的作用。
3.7 有机颜料虽具有鲜艳的色彩和很强的着色力, 但抗老化性能较差。通过添加纳米SiO2对颜料进行表面改性处理, 不但抗老化性能提高一倍以上, 而且亮度、色调和饱和度等指标也均出现一定程度的提高。
3.8 在日常生产中,加入SiO2可以提高橡胶的抗老化能力,可以提高陶瓷的某些特性等。把SiO2制成涂料,覆盖在金属表面,可以提高金属的耐腐蚀能力、耐火极限。提高塑料的硬度,耐水性、丰满度等。
四、纳米二氧化硅的发展趋势
纳米二氧化硅作为自清洁材料的表膜纳米涂层原料,能有效的节约清洁剂的使用,绿色环保。超疏水材料用于金属表面的涂层涂料可以有效的减缓金属的腐蚀速度。可以使金属得到充分利用。纳米二氧化硅纳米跟其它涂料混合使用能有效的提高其它涂料的抗压能力,耐水,耐热性能得到大幅度提高。国家“十二五规划”明确提出大力发展新型节能材料,纳米二氧化硅作为未来新型材料有很大的发展趋势。