什么是纳米二氧化硅（SiO2）粉？
发布日期： 2019-08-08 15:10:12 阅读量（1106） 作者：张红纳米SiO2又叫白炭黑，具有特殊的表面化学结构、量子效应和小尺寸效应等纳米材料所具有的一般特性。纳米SiO2颗粒粒径一般在1~100nm间，是介于宏观物质与微观物质之间的低维材料，由其三维尺寸较小，故纳米SiO2颗粒具有许多不同于宏观物质与微观物质的特殊性质。纳米SiO2的制备方法一般有：气相法、溶胶—凝胶法、沉淀法、硅单质法等。
1、纳米SiO2的物理化学性质
(1) 物理性质
纳米SiO2与宏观SiO2颗粒的主要物理性质差异在于其表面效应及量子效应。纳米SiO2具有小尺寸效应，高表面能，熔点低，在生产过程中随着温度的升高，颗粒表面原子运动加剧，有利于界面收缩，湮没颗粒表面空位团。达到在较低温度下烧结纳米SiO2就能达到致密化的效果[46]。
(2) 化学性质
化学吸附是纳米材料相互之间产生的界面现象之一。纳米SiO2的表面原子数比总原子数随粒径变小而变大，导致纳米SiO2表面具有较强的活化能。同时，纳米SiO2周围缺少相邻原子，即原子表面会出现不饱和状态，存在很多悬空键。小粒径，高活性等因素使纳米SiO2具有极强的相互吸附能力。纳米SiO2随着粒径的变小，反应活性显著增强，纳米SiO2在与空气接触的过程中会发生氧化反应，表面会形成纳米级的氧化层，应用时要注意进行一定的表面处理。
2、纳米SiO2粉的分散方法
纳米SiO2粒子粒径小，表面能高具有极强的吸附能力，团聚后的纳米SiO2颗粒很难发挥其原有的物理化学特性，因此纳米SiO2的分散也是需要研究的重要内容。
1）物理分散法
物理分散法是通过外力使颗粒分散于介质中的分散方法，分为超声波分散法和机械分散法。
(1) 超声波分散法，超声波分散法是一种用于分散极细分体悬浮液的高强度分散方法。其工作原理是通过控制超声波的功率及频率对置于超声场内的颗粒悬浮体加以超声处理。超声波分散法的主要优点是其分散效果理想，但成本高，能耗大，不适用于大规模使用，目前常用于各大研究所与高校实验室，但随着科技的发展，相信在不久的将来，超声波分散法会广泛应用于各大企业的工业生产中。
(2) 机械分散法，机械分散法是一种通过对纳米颗粒施加外界应力使其充分分散于介质中的一种物理分散方法。机械分散法主要有球磨、振动、研磨、搅拌等。通过控制球磨的研磨速率、粉料性质，数量及球磨罐大小等因素沿着中心轴线旋转。球磨分散工作程序简单，易操作，但其研磨效率低，最大的缺点是在研磨过程中，球磨罐内壁于球、球与球、球与粉料之间长时间研磨、碰撞导致球与罐的破损，破损的球和罐在长时间的使用下不可避免会掺入杂质，对浆料的纯度及性能有很大的影响。
2）化学分散法
化学分散法的主要分散原理是通过化学作用改善纳米粉体表面特性，对纳米粉体加以分散。常用的化学分散方法有：(1)表面活性剂，常用的表面活性剂主要是由亲水基和亲油基两部分组成。该类分散剂主要是出现空间位阻作用，亲水基团吸附在纳米颗粒表面，形成一层薄膜，防止颗粒间相互作用。(2)低分子量电解质，如：硅酸盐，铝酸钠等，主要分散原理是静电排斥。分散剂通过离解作用而带电，吸附于纳米粉体表面，提高粉体表面电势，颗粒间会出现静电排斥，静电斥力一方面提高浆料的稳定性，另一方面分离纳米粉体，防止颗粒间团聚。
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