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硅溶胶的结构与稳定性

  • 分类:行业新闻
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  • 来源:
  • 发布时间:2020-08-10 15:16
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【概要描述】硅溶胶的结构与稳定性

硅溶胶的结构与稳定性

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硅溶胶是纳米二氧化硅粒子在水或溶剂中的分散体。硅溶胶广泛用于CMP抛光液、特种涂料、造纸、纺织、精密铸造、耐火材料,催化剂载体、精密陶瓷等领域。

硅溶胶是热力学不稳定体系,具有巨大的表面自由能(例如粒径为10nm的硅溶胶比表面积可达270m2/g),硅溶胶体系中含有大量水合离子,因此粒子之间趋向于相互聚集以降低表面能。因此,存放时间久了的硅溶胶可能会凝胶。

硅溶胶之所以能够在一段时间内保持稳定,是因为硅溶胶的双电层结构。硅溶胶粒子的结构如下图所示。

                    

                                                                                                      硅溶胶的双电层结构图

                            

                                                                                                          硅溶胶粒子结构图

硅溶胶粒子内部含有大量的硅氧烷键(-Si-O-Si-,是一种无定形的二氧化硅结构;硅溶胶粒子表面覆盖着硅羟基(-Si-OH钠离子、钾离子等碱金属离子一起形成扩散双电子层,粒子之间因为都带有同种电荷而产生静电斥力作用,这是使硅溶胶能够稳定存在的关键因素,另外布朗运动和溶剂阻隔也是使硅溶胶稳定的因素

影响硅溶胶稳定性的因素很多,电解质,温度,浓度和粒径等都会影响硅溶胶的稳定性,硅溶胶的粒径越小、比表面积越大,其表面能就越大,稳定性就越低。硅溶胶体一旦形成凝胶体,不能再通过加热或添加溶剂的方式来还原它,因此硅溶胶形成凝胶是不可逆的。

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