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硅溶膠的結(jié)構(gòu)與穩(wěn)定性
發(fā)布時(shí)間：
2020-08-10 15:16
硅溶膠是納米二氧化硅粒子在水或溶劑中的分散體。硅溶膠廣泛用于CMP拋光液、特種涂料、造紙、紡織、精密鑄造、耐火材料，催化劑載體、精密陶瓷等領(lǐng)域。
硅溶膠是熱力學(xué)不穩(wěn)定體系，具有巨大的表面自由能（例如粒徑為10nm的硅溶膠比表面積可達(dá)270m2/g），硅溶膠體系中含有大量水合離子，因此粒子之間趨向于相互聚集以降低表面能。因此，存放時(shí)間久了的硅溶膠可能會(huì)凝膠。
硅溶膠之所以能夠在一段時(shí)間內(nèi)保持穩(wěn)定，是因?yàn)楣枞苣z的雙電層結(jié)構(gòu)。硅溶膠粒子的結(jié)構(gòu)如下圖所示。
硅溶膠的雙電層結(jié)構(gòu)圖
硅溶膠粒子結(jié)構(gòu)圖
硅溶膠粒子內(nèi)部含有大量的硅氧烷鍵（-Si-O-Si-），是一種無(wú)定形的二氧化硅結(jié)構(gòu)；硅溶膠粒子表面覆蓋著硅羥基（-Si-OH），與鈉離子、鉀離子等堿金屬離子一起形成擴(kuò)散雙電子層，粒子之間因?yàn)槎紟в型N電荷而產(chǎn)生靜電斥力作用，這是使硅溶膠能夠穩(wěn)定存在的關(guān)鍵因素，另外布朗運(yùn)動(dòng)和溶劑阻隔也是使硅溶膠穩(wěn)定的因素。
影響硅溶膠穩(wěn)定性的因素很多，電解質(zhì)，溫度，濃度和粒徑等都會(huì)影響硅溶膠的穩(wěn)定性，硅溶膠的粒徑越小、比表面積越大，其表面能就越大，穩(wěn)定性就越低。硅溶膠體一旦形成凝膠體，不能再通過(guò)加熱或添加溶劑的方式來(lái)還原它，因此硅溶膠形成凝膠是不可逆的。
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