纳米硅材料的制备研究进展.pdf

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1、化学工程师ChemicalEngiueer2012年第07期≥文章编号：1002—1124(2012)07一o048—03笥-纳米硅材料的制备研究进展谜!孙敏，李俊华z，王佳z(1．延长油田股份有限公司南泥湾采油厂。陕西延安716007；2．陕西省石油化工研究设计院。陕西延安710054)摘要：本文综述了纳米硅材料的制备方法，包括气相法、溶胶一凝胶法、沉淀法、微乳液法等，并对其工艺作了详细的描述，文章最后对纳米硅材料的应用前景进行了展望。关键词：纳米硅；制备；进展中图分类号：0613文献标识码：AProgressinpreparationof

2、nano-siliconmaterialsSUNMin，LIJun—hua，WANGJia2(ShannxiResearchandDesignInstituteofPetroleumandChemicalIndustry，Xial710054，China)Abstract：Thepaperreviewedpreparationmethodsofnano-silica，whichmainlyincludedgasphasemethod，sol-gelmethod，precipitationprocess，microemulsionmethoda

3、ndSOon．Itdescribedthetechnologiesindetia1．Atlast，theapplicationprospectofnano-silicawasdepicted．Keywords：nano-silica；preparation；progress纳米硅材料是二十一世纪科研的热点，是一种集、分离、脱酸等后处理工艺，得到纯度大于99．8％无毒、无味、无污染的无机非金属材料，通常为无定的气相SiO。形白色粉末，其粒径为20～200nm。由于其分散性1．2溶胶一凝胶法好，比表面积巨大，光学性能和化学稳定性优良，而该法通常采

4、用金属醇盐或无机盐为初始原料，广泛应用于涂料、胶粘剂、橡胶、工程塑料等领域。通过水解或沉淀反应，制备出均匀溶胶，然后再进本文重点介绍纳米硅材料制备进展。行溶胶一凝胶转化，形成有机聚合物网络或无机网络。最后再经过陈化，干燥和热处理得到产物。1制备方法邹雪艳等在水醇体系中，以正硅酸四乙酯(TEOS)作为硅源、氨水作为催化剂，在高氨水浓度目前，纳米硅材料的制备方法有两大类，干法和快速加入条件下，形成哑铃形微球。在低NH3"H0和湿法。干法包括气相法和电弧法，湿法包括溶胶浓度下，形成纳米纤维或链状纳米SiO微粒。凝胶法，沉淀法，微乳液法等。干法制备的

5、纳米硅材赵存挺等以正硅酸四乙酯作为硅源、氨水作料性能比较好，且纯度高，但是用这种方法制备成为催化剂，采用改进工艺条件的溶胶一凝胶法制备本高，并且在生产过程中能耗大。因此，国内一般采纳米SiO微球。结果表明通过温度梯度法和控制氨用湿法工艺制备纳米硅材料。水浓度变化制备了高圆度、单分散、粒径可控的纳1．1气相法米级SiO：微球，NH3"H0用量越少，生成的SiO微气相法采用SiCh为原料，在氢氧气流高温下，球的粒径越小。通过水解制得SiO。这种方法制备的纳米硅分散度李东平以正硅酸四乙酯为前驱物，通过溶胶高，并且产品纯度高，粒子细而形成球形。但是制

6、备一凝胶法制备了SiO：纳米粉体，粒径在50lOOnm成本昂贵，并且技术复杂，因此，限制了产品的使范围内，分布均匀，呈无定形态。用。符远翔等采用溶胶一凝胶法，利用正硅酸乙吴利民等⋯利用有机硅单体工业产生的副产物酯水解，合成了大小约为80～150nm的单分散纳米甲基三氯硅烷，在氢氧焰中高温水解，颗粒经过聚SiO微球。1．3沉淀法收稿日期：2012—05—03硅酸盐通过酸化，获得疏松，细分散的，以絮状作者简介：孙敏(1980一)，男，陕西延安，主要从事油田开发技术研结构沉淀出来的SiO晶体。这种方法制备纳米硅材究与科技项目管理作。2010年第7期

7、孙敏等：纳米硅材料的制备研究进展49料，所需的原料易得，投资少，能耗低，并且生产流表面活性剂制备了反向微乳液体系，当体系的程简单。但是该法制备的产品质量不高。HLB=12时，通过HC1催化TEOS合成了单分散性贾东舒等以硅酸钠和HC1为原料，采用化学好、平均粒径15～40nm的SiO：粒子。沉淀法合，在pH值为6，温度20～40％下反应约15rain，王丽丽等『l5】在无助表面活性剂存在的条件下制得纳米SiO：比表面积大，分散性好，粒径为30～制备了NP5／环己烷／NH，·HO的反相微乳液体系，50nm。并在该体系中在R=0．8～2．44下，

8、合成了粒径为童忠良等以硅酸钠和盐酸为原料，采用化学30—50rim的纳米SiO2粒子。沉淀法，在pH值为6，温度2O～40℃下反应15min，1．5其它方法制得纳米