纳米SiO₂粉体的制备及SiO₂悬浮液的分散性研究

【作者】 梅燕； 韩业斌； 聂祚仁；

【机构】 北京工业大学材料科学与工程学院；

【摘要】 纳米SiO₂为无定型白色粉体,是一种无毒、无味、无污染的非金属材料。一般情况下呈絮状和网状的准颗粒结构,为球形状。二氧化硅既可作为载体,又可作为填充物制得复合纳米材料。纳米SiO2在生物医学领域有着广泛的应用,如用溶胶-凝胶法制备的纳米微孔SiO2可用作微孔反应器、功能性分子吸附剂、生物酶催化剂及药物控释体系的载体等。纳米SiO2如作为补强剂,少量添加到普通橡胶中,就会使产品的强度、耐磨性和抗老性得到很大的改善。同时对普通塑料进行改性,使塑料的透明性、强度、韧性、抗老化性明显提高。纳米SiO2还具有高韧性、耐高温、耐腐蚀、耐磨等特性。所以作为一种重要的无机化工材料和一种新型轻质纳米孔材料,纳米二氧化硅因其具有密度低、比表面积高、孔洞率高、机械性能优良等特点,在橡胶、农药、造纸、油墨、塑料加工、精密铸造、半导体硅片加工等行业具有广泛的应用前景,因而近年来引起了广大科研者的关注。因此高分散的纳米二氧化硅的制备就显得越来越重要。因此,如何利用简便易行的方法制备纳米尺寸的SiO2就成了目前面临的重要问题。本文以正硅酸乙酯以硅源,采用醇盐水解沉淀法制得了粒径均匀、分散性好的、无明显团聚的纳米二氧化硅。采用比色分析法对超微二氧化硅粉体在水溶液中的分散行为进行了研究,重点讨论了pH值、分散剂种类及其用量对体系稳定性的影响。结合扫描电镜和XRD等手段对超微SiO2悬浮液进行了表征。结果发现:在入射光为575nm的实验条件下,溶液中加入浓度范围适量的分散剂六偏磷酸钠（NaPO3）6和聚乙二醇（PEG20000）,调节pH值处于10—12范围,可获得良好稳定的分散的SiO2悬浮液。更多还原