纳米二氧化硅课件.ppt

1、定义及性质定义及性质n纳米SiO2 ，呈三维网状结构，表面存在大量的不饱和残键和不同状态的羟基，这使得纳米二氧化硅表面能高，处于热力学非稳定状态，俗称为“超微细白炭黑” 。n粒径小，比表面积大，表面吸附能力强，表面能大，化学纯度高，分散性能好，在热阻及电阻方面具有特异的功能，以及其优越的稳定性，补强性，增稠性和触变形，因此广泛应用于橡胶，塑料，陶瓷，化学催化等领域。纳米纳米SiO2 制备方法制备方法n物理法一般是指机械粉碎法，利用超级气流粉碎机或高能球磨机等将Si02的聚集体粉碎，产品粒度一般能达到15m 。n化学法可制得纯净且粒径分布均匀的超细Si02颗粒，其主要包括沉淀法、溶胶凝胶法、微乳

2、液法 。沉淀法沉淀法n是将不同化学成分的物质首先在溶液状态下进行混合，在混合溶液中加入适当的用来沉淀制备纳米颗粒的前驱体沉淀剂，再将此沉淀物进行干燥或煅烧，从而得到相应的纳米颗粒。n王晓英等采用质量分数为95% 98%的浓H2SO4 与Na2SiO3.9H2O反应，利用H2SO4 的放热使反应顺利进行，并且在反应过程中加入一定量的分散剂、表面活性剂，防止原生粒子的团聚，制备出了高分散的纳米二氧化硅。溶胶溶胶-凝胶法凝胶法 指采用化学活性高的硅化合物为原料，例如硅酸盐，硅酸酯，将其配成溶液，之后加入强酸，从而诱发硅酸根的聚合，并进行水解缩合反应。溶胶在溶液中形成稳定的透明体系，经陈化胶粒间缓慢聚

3、合，形成三维空间网络结构的凝胶，当网络间充满了失去流动性的溶剂，便形成凝胶，凝胶经过干燥，制备出纳米二氧化硅.微乳液法微乳液法n通过两种互不相溶的溶剂在表面活性剂的作用下形成乳液，在微泡中经成核、聚结、团聚、热处理后得到纳米粒子。n朱振峰等采用Triton X 100 /正己醇/环己烷氨水体系配制反相微乳液，碱性条件下正硅酸乙酯在反相微乳液中发生受控水解，合成了具有无定形结构的球形二氧化硅纳米粒子。纳米SiO2制备新技术n水稻是一个纳米硅的生物制造器，以稻秸为原料制备纳米二氧化硅。n步骤：稻桔纤维高温热解浓盐酸沸水浴蒸干（2次）移入烘箱取出冷却浓盐酸煮沸过滤烘干灼烧至恒质量白色颗粒（二氧化硅）

4、n球磨处理使SiO2颗粒进一步细化和分散纳米二氧化硅较为合适的热解工艺为热解温度575，保留时间2 h，并经高能球磨机球磨，时间为10min。纳米SiO2对水泥水化的影响n纳米SiO2的火山灰活性远大于硅粉的火山灰活性。巴恒静等研究发现纳米硅能和C3S发生二次水化反应，早期以纳米硅为核心，迅速与Ca( OH)2 反应，生成连续链状的C-S-H凝胶，这些链状体互相交织成网络结构; 后期在链状结点处的絮状凝胶中有向外呈辐射状的纤维C-S-H产物，其向外部延伸，且互相搭接交织，可以显著提高材料内部的拉应力。n纳米二氧化硅的掺量在0. 25% 3. 00%范围时，由于纳米二氧化硅的纳米诱导水化效应及其

5、火山灰活性作用，使水化进程加速，生成较多的水化产物，改善界面结构，最终在硬化浆体内形成一个密集型网络显微结构，明显地提高其力学强度。纳米SiO2对水泥水化的影响nMin-Hong研究了纳米二氧化硅( 占混合物总量1%) 对掺有大量的矿渣粉煤灰的混凝土凝结时间的影响，发现纳米二氧化硅缩短了粉煤灰混凝土和矿渣混凝土的休眠期，使第二峰，第三峰都提前达到，加速了放热速率，并且效果比硅灰更显著。n纳米SiO2和CH反应增加了C-S-H的含量，致使微观结构紧密，提高硬化水泥浆体的性能。n压实的干颗粒和胶体悬浮状，水泥浆体混合物中，后者效果更好。n纳米SiO2的最佳掺量应为0.5%-1.0%时，力学性能最大

6、。介孔介孔SiO2纳米颗粒可用作药物载体纳米颗粒可用作药物载体n很好的生物相容性、水溶性和稳定的化学性质n介孔二氧化硅材料被认为是一种传输抗癌药物及靶向分子的优良载体。n介孔二氧化硅是一种优良的骨架材料，它可以与磁性物质结合，通过靶区暴露于磁场中就能控制这种载体在体内的分布。通过静脉注射进入到体内后，使药物定向移动到病灶部位，达到治疗的目的。n将磁性纳米颗粒（Fe3O4 ）与介孔 SiO2 纳米粒子复合可以 作为核磁 共振成 像 (MRI) 的造影剂。n实验：静脉注射荷兰小鼠n而纳米药物输送体系本身具有独特的尺寸效应，还可以对其功能化修饰，从而实现对病灶部位的靶向聚集。n以PEG为模板，修饰叶

7、酸，MSN-FOL。n羧基修饰，构建了叶酸调控的靶向药物输送体系，同时连接近红外荧光染料作为标记分子用于阿霉素的输送，此复合体系不仅可以有效地靶向细胞、提高细胞对药物的摄取，还可以活体成像，从而实现诊断、治疗一体化。靶向修饰的多功能介孔二氧化硅纳米输送体系靶向修饰的多功能介孔二氧化硅纳米输送体系n介孔二氧化硅以其独特的性能，在生物医药等领域显示出了极大的应用前景，也将给临床诊断和治疗带来突飞猛进的发展。n开发研制生物降解的介孔二氧化硅药物输送体系是今后发展的一个重要方向。纳米SiO2的用途n广泛应用于橡胶、塑料、电子、陶瓷、涂料、石膏、蓄电池、颜料、化妆品、有机玻璃、环保等诸多领域，并为相关领域的工业发展提供了新材料基础和技术保证 。n陶瓷陶瓷：添加纳米Si02不但可以提高陶瓷材料的强度、韧性，而且可以提高材料的硬度和弹性等性能。加入Si02纳米粉后复合材料的孔洞减少，致密度增加，使烧结温度降低，含纳米粉的陶芯强度比不含纳米粉的提高了约4倍。n光学领域作用光学领域作用：将纳米Si02和纳米TiO2微粒制成多层干涉膜，总厚度为微米级，衬在灯泡罩的内壁，结果不但透光率好，而且有很强的红外线反射能力，专家预算同等灯光亮度下，该种灯具和 传统的卤素灯相比，可节约15%的电能。