二氧化矽材料來源(yuán)廣泛、Si-O-Si鍵的特性決定其化學性質穩定(dìng),低廉的價格、耐高溫、抗腐蝕、絕緣性好等的(de)優異(yì)特性使其在材料領域倍受重視。納(nà)米二氧化矽顆(kē)粒是一種無毒、無味(wèi)、無汙染(rǎn)的小尺寸,大比表麵積的無(wú)機非金屬材料,強度(dù)大、穩定性高。在透射(shè)電子顯微鏡測試下,這種納米材料顯現出絮狀或網狀的準顆粒結構。二氧化(huà)矽納米顆(kē)粒(lì)的尺寸隻有幾個納米到幾百個納米,其表麵電子分布和分(fèn)子排列都不同於宏觀材料,納米顆粒的幾大(dà)特性使(shǐ)其(qí)呈現出(chū)包括(kuò)光、電、熱、聲、磁等一係列不同於宏觀物質的特殊性能。
據了解,二氧化矽納米顆粒是應用最為廣泛的無機納米材料,由於性能優異所以成為了產量最(zuì)大的工程化納米材(cái)料之一。隨著(zhe)表麵改性研究的(de)深入,使得二(èr)氧化矽納米顆粒的使用不再局限於傳統(tǒng)材(cái)料、化工等領域,其在催化、光(guāng)催化(huà)及生物醫(yī)藥等新(xīn)領域的(de)應(yīng)用也存在良好的前景。
二氧化(huà)矽納米顆粒(lì)在工業領域的廣(guǎng)泛(fàn)應用
陶瓷領域
現代氧化物陶(táo)瓷製品存在的缺點是脆性大(dà)、光潔度不高,二氧化矽納米顆粒添加到陶瓷(cí)裏,可以(yǐ)大大降低陶瓷製(zhì)品的脆性(xìng),及提高陶瓷製品(pǐn)的韌性。
橡膠領域
傳(chuán)統橡膠(jiāo)製品是通過(guò)加(jiā)入炭黑(hēi)來提(tí)高強度、耐磨性和(hé)抗老化性,顏色單一。把二氧化矽納米顆粒添加到(dào)橡膠中,利用其優異的(de)光學性能,可(kě)以製備色彩新穎、性能優異的橡膠製品。
塗料領域
由於二氧化矽納(nà)米顆粒具有抗(kàng)紫外線輻射性,所以添加(jiā)到塗料中可以改善(shàn)其穩定(dìng)性、耐候性及觸變性等性能。除此(cǐ)以外(wài),還(hái)可提高(gāo)塗膜與牆體結合性。
紡織領域(yù)
二氧化矽納米(mǐ)顆粒在紡織領域有著廣泛的應用前景,主要(yào)是因為其具有(yǒu)抗老化、抗紫外線及(jí)除菌消臭等功能。在功能纖維的製備中添加,可以提高(gāo)製品的抗(kàng)紫外輻射能力及具(jù)有淨化空氣的效果。
化妝品領域
二氧化(huà)矽納米顆粒化學穩定性強,在紫外光照射下不易分解,滿足了(le)化妝品及防曬用品需對日光紫外線具屏蔽能力的要求(qiú),並且顆粒顏色為白色,所以添加(jiā)於化妝品中不但可達到防(fáng)曬效果,也可以實現美白功效。
二氧化矽納米顆粒在新領域的應用
催化領域(yù)
催化(huà)劑在(zài)化工方麵發揮著重大的作用(yòng),尤其是具備(bèi)高反應活性和(hé)可(kě)重複利用性的非均相催化劑。催化劑的活性和選擇性決定了化學反應的反應速率(lǜ)和反應產物的產率,所以要想得到高活性的催化劑需要調節催化劑載體(tǐ)表麵的性質和結構。二氧(yǎng)化矽納米顆粒不但化(huà)學性(xìng)質穩定,同時還具(jù)有(yǒu)小的粒徑、大的比表(biǎo)麵積,作為載體可以使催化劑達到納米尺(chǐ)度且(qiě)不會團聚,所以可以製備低成本、高催化活性(xìng)及長使(shǐ)用(yòng)壽命的催化劑(jì)。
環境(jìng)保護領域
二氧化矽納米顆粒因為(wéi)其粒徑小,所以具有大的比表(biǎo)麵積(jī),特(tè)殊功能性的官能團經過表麵修飾後可以吸附各種有害物質(zhì),所(suǒ)以其在環境(jìng)保護領域有著廣泛的應用。
生物醫學領域
二(èr)氧化矽納米顆粒不但穩定性高,而且還具有生物相容性及低(dī)毒性,所以(yǐ)它在生物醫(yī)學(xué)領域具有良好的應用前景,如(rú)藥物可(kě)控釋放、基因載體、生(shēng)物傳感等。在藥物製劑中加入二氧化矽納米顆粒已經得到了廣泛的應用,因為二(èr)氧化矽的添加不但無毒無害,而且使得藥劑(jì)具有高吸收性、好的(de)分(fèn)散(sàn)性及適當的增稠性等特(tè)點。在(zài)雷尼替丁、甲晴米胺、呱侖西(xī)平等藥物中加入少量的二氧化矽納米顆(kē)粒,可改變(biàn)這些藥物的流動性。
其它領域的應用
大量的不飽和鍵與羥(qiǎng)基存在於納米二氧化矽表麵,這樣一層牢固的(de)化學吸附膜可以在摩擦的副表麵形成,因此可以作為一種(zhǒng)高(gāo)性能、高(gāo)環保型的潤滑油添加劑用來保護金屬的摩擦表麵(miàn)及改善潤滑油的摩擦性能。
將納米二氧化矽應用(yòng)在彩色噴墨打印中,可以提高打印質量、縮小墨點麵積、提高色密度、增強圖像逼真度,這是因為(wéi)其具有(yǒu)優良的(de)固(gù)墨性能和特定的微孔網絡。
納米二氧化矽是無機剛性粒子所以具備增韌塑料的特性,在不削弱(ruò)材料的剛性的(de)前(qián)提(tí)下,氣相納米(mǐ)二氧化矽可以提高材料的(de)韌性甚至是剛性。
利用納(nà)米二氧化矽的絕熱(rè)性能,製備(bèi)機械強度高、節能(néng)、環保且具有良(liáng)好(hǎo)疏水性的多孔絕熱(rè)保溫材料成為可能,在軍事、工業等多個(gè)領域(yù)都有重大應用意(yì)義。
在農業領域,納米二氧(yǎng)化矽(guī)可以作為(wéi)種子的處理(lǐ)劑,縮短玉米、棉花、小麥等的生長周(zhōu)期。在酒類生產中,添加合適的納米二氧化矽(guī)可以起(qǐ)到淨化和延長保(bǎo)鮮(xiān)期的效(xiào)果;還可以作(zuò)為高效農藥的載體、飼料中的防結塊劑等等。
在造紙工業中,它能(néng)有效得提高紙張的白度、強度、耐磨性和不透明性;高品級的納米二氧化(huà)矽還可作(zuò)為牙(yá)膏的摩擦劑和藥品賦形(xíng)分散劑;作(zuò)為消光劑,納米二氧化矽還可在油漆、油墨、化妝品、塗料等領域部分替代昂貴的(de)鈦白粉等。