酸性硅溶胶的制备、性质及其稳定性研究进展

酸性硅溶胶是二氧化硅微粒在水中均匀扩散形成的胶体溶液,pH为2～4,具有许多优良性质和特点,作为一种精细化工产品,被广泛应用于化工、材料、纺织、造纸、电子等工业。文章介绍了酸性硅溶胶的制备工艺、结构及特性,分析了pH、电解质盐浓度和二氧化硅粒径对其稳定性的影响,并对酸性硅溶胶的研究前景进行了展望。     

大粒径纳米二氧化硅的制备技术

介绍了一种制备大粒径、高浓度硅溶胶的工艺方法,研究了硅溶胶生产中影响纳米二氧化硅粒径的增长因素。结果表明,纳米二氧化硅粒径的平均大小、粒度分布受pH值、温度、杂质离子浓度等诸多因素的影响,控制条件处于最佳状态有利于二氧化硅粒径均匀提高。     

大颗粒、高浓度硅溶胶的制备新方法

以水玻璃为原料,采用滴加工艺制备一定粒径大小的二氧化硅作为母核;采用在催化剂和分散剂共同作用下水解硅粉的方法使母核二氧化硅颗粒进一步增长,得到了高均匀分布的平均粒径在100nm以上、浓度可达50％的二氧化硅溶胶。并对新方法下pH值、温度以及母核SiO2的浓度、粒径大小对二氧化硅平均粒径及其均匀性的影响进行了分析。研究结果对制备大颗粒、高浓度的硅溶胶具有积极意义。     

高浓度酸性硅溶胶的制备技术

提供了一种制备高浓度、低黏度酸性硅溶胶的工艺方法，研究了二氧化硅粒径大小对酸性硅溶胶的稳定性及器度的影响作用，得出要制备高浓度、低器度酸性硅溶胶应先提高硅溶胶粒径的结论。     

硅溶胶稳定性影响因素的研究进展

硅溶胶是二氧化硅微粒在水中均匀扩散形成的胶体溶液,有酸性和碱性之分.本文简要介绍了硅溶胶的结构及稳定机理,综述了影响硅溶胶稳定性的系列因素,包括pH值、粒径、电解质等,并对硅溶胶的研究前景进行了展望.     

二氧化硅溶胶体系的电导行为

二氧化硅溶胶的导电性与其储存稳定性及纳米材料的制备和应用密切相关。本文通过Stöber法制备了分散性较好的非晶型二氧化硅纳米微球,用激光粒度分析仪、高分辨透射电子显微镜和X射线衍射仪对微粒进行了表征。通过电导率的变化监测了不同条件下的溶胶-凝胶动力学过程,并详细地研究了影响二氧化硅溶胶体系电导行为的各个因素。实验结果表明,氨水用量对溶胶-凝胶过程的平衡时间有很大影响,氨水用量少,体系平衡时间短,反之亦然。二氧化硅的浓度、粒径、分散介质的温度、pH值和电解质浓度对溶胶体系的电导率都有显著的影响,并得出了二氧化硅的浓度和体系温度与电导率之间呈线性关系,同时发现,硅溶胶体系的电导率与胶体粒子总的比表面积成正比,与颗粒表面的ζ电位也密切相关。     

大粒径硅溶胶稳定性试验研究

本文对比了加入助剂制备的大粒径硅溶胶与普通硅溶胶的凝胶过程,重点考察了pH、胶粒粒径、温度、硅溶胶浓度、添加表面活性剂等对大粒径硅溶胶稳定性的影响,并采用TEM技术表征了大粒径硅溶胶的粒径增长方式.结果表明:加入助剂能提高大粒径硅溶胶的稳定性,而且硅溶胶的稳定性受硅溶胶粒径增长方式的影响.     

疏水硅溶胶的制造方法

把pH在酸性范围的疏水性硅溶胶用碱处理制得不会引起混凝土纤维劣化,金属腐蚀等的,适宜作表面处理剂的疏水硅溶胶。把pH在酸性范围的疏水硅溶胶用碱处理得到pH增大的疏水硅溶胶,作为出发原料使用的pH在酸性范围的疏水硅溶胶,是硅溶胶酸性化后,加入有机溶剂共沸脱水,然后加入高级醇进行酯化反应,使二氧化硅表面达到优良的疏水化。而用碱处理中为了防     

赤泥处理含镉废水的实验室研究

采用静态吸附方法研究了赤泥用量、pH、反应时间和温度对去除废水中镉效果的影响。结果表明,赤泥对镉离子有较好的吸附性能,吸附率达到95.32%。当镉离子初始质量浓度为10 mg/L时,赤泥合适的投加量为1 g/L,反应时间为1 h,温度越高吸附率越高;溶液pH越高吸附率越高,在碱性环境中会发生沉淀作用。     

纳米二氧化硅水溶胶改性UWPU的研究

通过丙酮法合成光固化水性聚氨酯丙烯酸酯预聚体,用三乙胺中和后在乳化过程中原位引入纳米二氧化硅水溶胶(Wv33、R900、R301)制备二氧化硅/光固化水性聚氨酯(SiO2/UWPU)纳米复合乳液,并进一步通过紫外光固化制备了SiO2/UWPU复合膜。通过电子扫描显微镜(SEM)和电子拉力机研究了不同纳米二氧化硅水溶胶对UWPU/SiO2复合膜的微观结构和力学性能的影响。SEM分析表明表面有机改性的pH值接近中性的硅溶胶(Wv33)较pH为酸性或碱性的硅溶胶在聚氨酯基体中有较好的分散性;应力-应变曲线分析表明Wv33能有效实现对复合膜的增强,即提高了复合膜的储存模量、拉伸强度和邵A硬度。     

纳米硅溶胶对水泥砂浆力学性能的影响及其作用机理初探

在水泥基材料中掺入不同pH值的纳米硅溶胶,研究了其对水泥胶砂力学性能的作用规律,并通过XRD、SEM微观测试手段分析了硅溶胶中纳米SiO2的火山灰活性及其对水泥石微观结构的影响.研究结果表明:酸性、中性及碱性硅溶胶在适当掺量下可提高水泥砂浆的力学性质、改善水泥石的微观结构;酸性和中性硅溶胶在碱性条件下极易团聚,纳米二氧化硅粒子的火山灰效应难以充分发挥,在最佳掺量下其对水泥砂浆的增强效果不及碱性硅溶胶.     

纳米二氧化硅的制备及其超声分散行为研究

采用原位表面修饰技术制备了纳米二氧化硅粉体,并以此为原料,采用超声解团聚法制备有机溶剂硅溶胶。探讨了有机溶剂类型、二氧化硅浓度、超声时间对目标有机体系溶胶稳定性的影响,研究了超声时间与溶胶体系黏度的关系,表征了不同超声时间下溶胶的聚集体状态和粒度,阐述了超声解团聚法制备二氧化硅有机溶胶的机理。实验结果表明：乙二醇单甲醚为最佳有机分散介质,最佳分散质量分数为4%;二氧化硅粉体以50~100 nm聚集体分散在有机溶剂中,体系的黏度随着超声时间的延长而变小。     

聚合硅酸的聚合机理和制备方法

用硅酸钠和盐酸为原料制备聚硅酸,分析了pH值、二氧化硅浓度、温度对聚硅酸稳定性的影响。结果表明:降低聚硅酸的pH值、SiO_2浓度和温度均可提高聚硅酸的稳定性。     

硅溶胶结合刚玉和刚玉-莫来石浇注料的性能研究

以电熔白刚玉、电熔莫来石、氧化铝微粉、二氧化硅微粉和硅溶胶为主要原料,制备了硅溶胶、二氧化硅微粉结合刚玉浇注料以及硅溶胶结合刚玉-莫来石浇注料,研究了不同温度处理后浇注料的常温性能、冷态和热态抗折强度以及弹性模量等性能,并进行了差热、X射线衍射和显微结构分析。研究结果表明:1)与二氧化硅微粉相比,硅溶胶能够显著提高浇注料800℃以下的抗折强度;硅溶胶结合和二氧化硅微粉结合的机制以及随温度变化的规律基本一致。2)高温下刚玉骨料中β-Al2O3分解产生的Na2O大部分进入液相,使液相中Na2O含量增加,不利于浇注料中原位生成莫来石,并降低材料的高温强度。3)莫来石加入到硅溶胶结合刚玉浇注料中,能显著降低浇注料的弹性模量,借助于高温下液相的传质作用,莫来石彼此连接形成网络,从而增加了浇注料的强度。     

煤活性半焦对酸性红B的吸附性能

以神府煤、下峪口煤、桑树坪煤和象山煤为原料,通过水热活化剂制备了煤活性半焦,用其处理酸性红B染料废水,研究了半焦焙烧温度、酸性红B溶液的初始浓度及pH值等因素对脱色效果的影响。结果表明:半焦焙烧温度越高,脱色率越高。神府煤活性半焦、下峪口煤活性半焦、桑树坪煤活性半焦和象山煤活性半焦对酸性红B的脱色率分别为89.0%、78.8%、76.4%、43.3%。煤活性半焦对酸性红B的脱色率受pH值的影响较大,pH为1～3时,脱色效果最优。     

酸性硅溶胶的制备研究

根据pH值对硅溶胶稳定性的影响,利用碱性硅溶胶经酸处理阳离子交换树脂,制备酸性硅溶胶,具有很好的应用性能及经济效益。     

耐碱性超高纯硅溶胶

本发明公开了一种耐碱性超高纯硅溶胶的制备方法,包括下列步骤：一、以可以精馏提纯的有机硅烷作为原料,将其溶解于无机酸或有机酸制得酸性硅酸溶液;二、将可以精馏提纯的有机硅烷溶解在无机碱或有机碱水溶液中制得碱性含硅溶液,或者将无机碱或有机碱水溶液直接稀释制得碱性不含硅溶液;三、将酸性硅酸溶液与碱性的含硅或不含硅溶液在105摄氏度以下的温度反应,制备成硅溶胶;四、将硅溶胶在常压下或减压下加热至沸腾排除甲醇乙醇等副产品及一部分的水,得到浓度在20％以上的硅溶胶;本发明既具有与STOBER法硅溶胶一样的超高纯,又具有与水玻璃法的硅溶胶一样的耐碱性,还可以与一般的水玻璃法硅溶胶一样可浓缩至高浓度。     

硅溶胶的制备及稳定性探讨

本文介绍用离子交换法制备硅溶胶,并对其稳定性进行了研究和讨论。所制得的硅溶胶产品含二氧化硅为30±2％,粒径约为40～60nm,贮存稳定性一年以上,具有实用的价值。     

铝掺杂酸性硅溶胶的制备及表征

以正硅酸盐甲酯(TMOS)、六水氯化铝(AlCl_3·6H_2O)为原料,稀盐酸为催化剂,采用酸催化溶胶–凝胶法制备了铝掺杂硅溶胶,利用透射电镜、Zeta电位、纳米粒度分布仪、黏度计、pH计等测试手段考察了酸浓度、反应时间、反应温度、铝元素掺杂量对硅溶胶粒子的形貌、粒径分布、分散性和稳定性等的影响规律。结果表明:在该反应体系中,H~+将TMOS中的–OR基团质子化,水分子中的–OH基团取代–OR基团,发生水解反应,水解产物在H~+催化下吸引SiOH、SiOR和铝水解产物发生缩聚反应形成铝掺杂硅溶胶粒子;随盐酸浓度增大、反应时间增大、反应温度提升,铝掺杂硅溶胶粒子呈现粒径变大且粒子形状不规则的趋势;当铝掺量过大时,体系中发生偏聚现象;当盐酸浓度为5 mmol/L,反应时间为0.5h,反应温度为25℃,铝元素掺杂量(摩尔比)为n(Al):n(Si)=0.04:1时,可以得到粒径为5～8nm、粒径分布均匀、分散性好、固相含量约为13%的铝掺杂酸性硅溶胶。     

表面改性纳米硅溶胶的制备与表征

采用硅烷偶联剂γ-氨基丙基三乙氧基硅烷(KH-550)在相当温和的醇水溶剂中与硅溶胶进行反应,制备出氨基改性的硅溶胶,并用动态光散射仪(DLS)、红外光谱仪(FT-IR)和热重分析仪(TG)对其进行了分析和表征。研究了硅烷偶联剂用量、反应温度、硅溶胶的pH对接枝率的影响。结果表明,在醇水溶剂中可以实现KH-550对硅溶胶表面的氨基化改性,当控制偶联剂的投料量m(KH550)∶m(硅溶胶)为21.6%,反应温度为80℃,反应时间为24h时,酸性硅溶胶表面偶联剂KH-550接枝率达到21.18%。