纳米二氧化硅微球的应用及制备进展_姜小阳
二氧化硅纳米颗粒的制备与应用研究
二氧化硅纳米颗粒的制备与应用研究一、前言二氧化硅（SiO2）是一种普遍存在于自然界中的化合物，包括石英、玻璃和诸如水晶、玛瑙等宝石。
最近，二氧化硅纳米颗粒的制备和应用引起了越来越多人的关注。
这篇文章将介绍二氧化硅纳米颗粒的制备方法和应用。
二、二氧化硅纳米颗粒制备方法1.溶胶凝胶法溶胶凝胶法是一种常见的二氧化硅纳米颗粒制备方法。
它基于在水相中热稳定的二氧化硅前体（硅酸酯）的形成和凝胶化，接着凝胶中SiO2晶体的生长，从而制备出纳米颗粒。
2.气相法气相法是一种利用化学气相沉积技术制备二氧化硅纳米颗粒的方法。
在这种方法中，通过将硅源气体加热至足够高的温度，产生的气态分子与氧气分子反应，形成SiO2的颗粒，并在凝结时聚合。
3.微乳液法微乳液法是一种利用微乳制剂中存在的有机相和水相之间的存在大量化学反应的性质，来制备二氧化硅纳米颗粒的方法。
在这种方法中，SiO2前体被混合在微乳制剂中，并通过化学反应形成纳米颗粒。
三、二氧化硅纳米颗粒的应用1.电子学在电子学领域，二氧化硅纳米颗粒已经被广泛应用于透明导电薄膜、内部嵌入式存储器、触摸板和传感元件。
纳米二氧化硅是一种高度透明、高温稳定和高度机械强度的材料，这些特征使其特别适合应用于电子学领域中的透明导电薄膜。
2.催化剂二氧化硅纳米颗粒广泛应用于催化剂，原因是它们具有高表面积、活性较高和可调性强的特点。
在这种应用中，纳米二氧化硅通常作为载体或促进剂被使用。
3.生物医学在生物医学领域，二氧化硅纳米颗粒被用作生物成像和治疗中的材料。
例如，自发光的SiO2纳米颗粒已被开发用于在体的生物成像。
此外，与生物分子结合的二氧化硅纳米颗粒可以用于靶向治疗癌症和其他疾病。
四、结论纳米颗粒已被证明是一种具有广泛应用前景的材料，尤其是纳米二氧化硅。
在未来，随着制备技术的进一步完善和应用领域的拓展，二氧化硅纳米颗粒将有更加广泛的应用。
微米尺寸的二氧化硅微球的制备方法
微米尺寸的二氧化硅微球的制备方法微米尺寸的二氧化硅微球的制备方法1. 概述微米尺寸的二氧化硅微球在多个领域，如生物医学、能源和光电子等方面具有广泛应用。
本文将详细介绍几种常用的制备方法。
2. 硅胶模板法1.准备硅胶模板，并将其表面修饰以提高微球的制备效率。
2.将硅胶模板浸泡在硅酮前体的溶液中，使其吸附一定量的硅酮前体。
3.将浸泡过的硅胶模板在高温下烘干，使硅酮前体在孔道内缓慢聚合。
4.使用酸性溶液腐蚀硅胶模板，将制备好的二氧化硅微球从模板中取出。
3. 溶胶-凝胶法1.将硅酸醇溶液与有机溶剂混合，形成溶胶。
2.加入适量的催化剂（如氨水）促进溶胶的凝胶化。
3.将凝胶化的溶胶置于适当的条件下（如高温高湿环境），使其逐渐形成微米尺寸的二氧化硅微球。
4.过滤、洗涤、烘干制备好的二氧化硅微球。
4. 电化学沉积法1.准备合适的电化学池，含有适量的硅源溶液。
2.使用工作电极在阳极和阴极之间建立电位差，使二氧化硅微球沉积在工作电极表面。
3.控制沉积时间和电流密度，以获得所需的微米尺寸的二氧化硅微球。
4.从工作电极上取下并进行后续处理和纯化。
5. 物理法1.利用溶胶-凝胶法、硅胶模板法等方法制备微米尺寸的二氧化硅胶体。
2.使用高速离心将二氧化硅胶体分散为微球。
3.通过热处理或化学处理，使微球进一步凝聚、纯化和控制大小。
6. 结论微米尺寸的二氧化硅微球的制备方法有硅胶模板法、溶胶-凝胶法、电化学沉积法和物理法等多种选择。
根据具体需求和实际条件，选择合适的方法进行制备，可以得到高质量的二氧化硅微球，进而应用于各种领域的研究和应用中。
7. 硅胶模板法•特点：利用硅胶模板的孔隙结构来控制微球的大小和形态。
•优点：制备的微球尺寸均匀，形态可控。
•缺点：制备过程需要较长时间，且模板制备和处理较为繁琐。
8. 溶胶-凝胶法•特点：通过凝胶化生成二氧化硅微球。
•优点：制备方法简单，成本较低。
•缺点：制备的微球尺寸分布较宽，形态不够规则。
二氧化硅微球的制备及其在制备光学陶瓷中的应用
二氧化硅微球的制备及其在制备光学陶瓷中的应用二氧化硅是一种常见的无机材料，具有优异的光学性能，被广泛应用于制备光学陶瓷。
而在制备光学陶瓷的过程中，二氧化硅微球的应用便成为一种重要的方法。
本文将介绍二氧化硅微球的制备方法以及其在制备光学陶瓷中的应用。
一、二氧化硅微球的制备方法近年来，二氧化硅微球的制备方法越来越多，其中比较常见的方法包括溶胶-凝胶法、水热法、乳胶凝胶法等。
下面将对几种常见的方法进行简要介绍。
1.溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法是一种常见的制备二氧化硅微球的方法。
该方法的主要步骤包括溶胶的制备、凝胶的制备、干燥、煅烧等。
其中，制备溶胶是该方法的关键步骤之一，在该步骤中，通常需要加入表面活性剂、催化剂等物质，以控制二氧化硅微球的形状和大小。
2.水热法水热法是一种将硅酸盐水溶液在高温高压条件下处理而制备二氧化硅微球的方法。
该方法制备简便、成本较低，但是需要控制溶液的化学组成、温度、压力等因素，以获得良好的制备效果。
3.乳胶凝胶法乳胶凝胶法是利用聚合物微球做为模板，通过反应法制备二氧化硅微球的方法。
该方法能够控制二氧化硅微球的形状和大小，并且可以制备出具有复杂形状的二氧化硅微球。
以上三种方法均能够制备出二氧化硅微球，不同的是在制备过程中需要控制的因素不同，也需要使用不同的试剂和设备。
二、二氧化硅微球在制备光学陶瓷中的应用二氧化硅微球在制备光学陶瓷中的应用主要包括两个方面：一是作为模板用于光学陶瓷的制备；二是作为填充材料优化光学陶瓷的性能。
1.作为模板利用二氧化硅微球作为模板可以制备具有复杂形状的光学陶瓷。
以多孔二氧化硅微球为例，通过将预制过程中加入的其他物质在二氧化硅微球内析出来或刻蚀掉来控制光学陶瓷的形状，这样制备出来的光学陶瓷具有多孔结构和大的表面积，可以应用于光催化和催化等领域。
2.作为填充材料除了作为模板之外，二氧化硅微球还可以作为填充材料用于优化光学陶瓷的性能。
比如，对于具有介电常数的光学陶瓷，填充二氧化硅微球以降低其介电常数，进而提高它对电磁波的透过性。
纳米二氧化硅微球的应用及制备进展
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三、纳米二氧化硅微球的制备方 法
1.气相法
气相法是一种常用的制备纳米二氧化硅微球的方法。该方法是将硅源气体 （如四氯化硅）和氧气在高温下进行反应，通过控制反应温度、气氛和原料配比 来调控产物粒径和形貌。
2.沉淀法
沉淀法是通过在溶液中加入沉淀剂，使硅源化合物生成二氧化硅沉淀物，再 经过洗涤、干燥等步骤得到纳米二氧化硅微球。此方法操作简单，但产物形貌和 粒径不易控制。
二、纳米二氧化硅微球的应用
1.光学窗口
纳米二氧化硅微球具有优良的光学性能，可作为光学窗口材料。在光谱分析、 生物传感、太阳能电池等领域，纳米二氧化硅微球可提高光吸收效率、增强光谱 特异性，从而实现更准确、更高效的检测和分析。
2.声学领域
纳米二氧化硅微球具有优异的声学性能，在声波吸收、减震、防噪等方面有 广泛应用。将其应用于扬声器、麦克风等音频设备，可以提高声学性能，降低噪 音，实现更清晰、更真实的音频效果。
五、结论
纳米二氧化硅微球作为一种多功能纳米材料，在光学窗口、声学领域、电子 学领域和纳米医学等领域具有广泛的应用前景。本次演示详细介绍了纳米二氧化 硅微球的制备方法和应用领域，总结了近年来制备工艺的优化和进展情况。为了 进一步拓展纳米二氧化硅微球的应用范围和性能，未来的研究方向应以下几个方 面：
四、制备进展
近年来，纳米二氧化硅微球的制备技术取得了重要进展。研究者们致力于优 化制备工艺，以提高产物的纯度、粒径均匀性和形貌可控性。例如，采用超声辅 助方法制备纳米二氧化硅微球，可以有效地改善产物的分散性和粒径分布；通过 调控反应温度和气氛，可制得具有多孔结构的二氧化硅微球，增大比表面积；利 用模板法可以制备出具有特定形貌和结构的二氧化硅微球，如球形、立方体等。
二氧化硅微纳米粒子的制备与应用研究
二氧化硅微纳米粒子的制备与应用研究一、前言随着现代科技的发展，微纳米技术的应用越来越广泛，特别是在医学、化工、材料科学等领域。
本文将介绍二氧化硅微纳米粒子的制备方法以及在不同领域的应用研究。
二、二氧化硅微纳米粒子制备方法二氧化硅微纳米粒子的制备方法主要有溶胶-凝胶法、蒸气相法、电解方法、温和制备法等。
1. 溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法是制备微纳米粒子的一种常用方法，其过程为先制备稀溶液，然后通过高温处理使得溶胶变为凝胶状态，从而制备微纳米颗粒。
该方法能制备出高纯度、大比表面积、粒径可控的二氧化硅微纳米颗粒，适合大量生产。
2. 蒸气相法蒸气相法是将气态前驱体在高温条件下分解成为固态颗粒，通过减压和控制反应条件可制备出大小、形状可控的二氧化硅微纳米颗粒。
该方法制备出的微纳米颗粒表面光滑度好，适用于柔性电子器件等应用场景。
3. 电解方法电解法是指电解过程中产生的氧化物沉淀，在适当的条件下制备成二氧化硅微纳米颗粒。
该方法操作简单、成本低廉，但是制备出的颗粒粒径较大、易带电，不适用于高纯度应用。
4. 温和制备法温和制备法是指在较低温度下通过控制反应过程中温度、反应物加入速率等参数制备出纳米颗粒。
该方法制备出的二氧化硅颗粒粒径分布均匀，适合生物医学应用。
三、二氧化硅微纳米粒子应用研究二氧化硅微纳米粒子的应用主要包括医学、化学、材料科学等领域。
1. 医学应用二氧化硅微纳米颗粒可以用于药物缓释、生物分子分离、医学影像等。
例如，将二氧化硅微纳米粒子作为药物载体，可以提高药物的生物利用度和对靶组织的定位能力；将其作为影像剂，可以作为钙结节、肿瘤等医学影像对比剂使用。
2. 化学应用二氧化硅微纳米颗粒可以用于催化剂、吸附剂等化学应用。
例如，将其作为催化剂，能够提高化学反应速率和转化率；将其作为吸附剂，可以对有害气体进行吸附分离。
3. 材料科学应用二氧化硅微纳米颗粒可以用于复合材料、涂料、光电器件等材料科学应用。
例如，将其作为复合材料的填料，能够提高材料的强度和硬度；将其作为涂料的光散射剂，能够减少折射率，提高涂料的遮盖性。
纳米二氧化硅空心微球_概述说明以及解释
纳米二氧化硅空心微球概述说明以及解释1. 引言1.1 概述纳米二氧化硅空心微球，作为一种新兴的纳米材料，具有广泛的应用前景。
其独特的结构和性质使其在药物传递、催化领域以及其他领域中显示出优越的性能。
本文将对纳米二氧化硅空心微球进行全面概述和说明。
1.2 研究背景近年来，随着纳米科技的发展，纳米二氧化硅空心微球成为研究热点之一。
相比于传统的纳米材料，纳米二氧化硅空心微球具有较大的比表面积和孔隙度，在药物传递和催化反应中表现出更好的效果。
因此，对于制备方法和应用领域的探索与研究已成为众多科学家关注的焦点。
1.3 目的和意义本文旨在系统地介绍纳米二氧化硅空心微球的制备方法、特性分析以及在材料科学中的应用。
通过对相关文献资料进行调查和整理，我们可以深入了解这种新型纳米材料的制备原理、结构特征以及所展现出的优越性能。
同时，对于纳米二氧化硅空心微球在药物传递和催化领域中的应用进行讨论，有助于推动该领域的进一步研究与发展。
以上是“1. 引言”部分的详细内容。
2. 纳米二氧化硅空心微球的制备方法在本节中，我们将介绍纳米二氧化硅空心微球的制备方法。
这些方法可以分为物理方法、化学方法和其他方法三类。
2.1 物理方法物理方法是通过物理力学原理来制备纳米二氧化硅空心微球。
其中常用的物理方法包括模板法和溶胶-凝胶法。
模板法是通过使用具有所需形貌或孔洞结构的模板，将硅源等材料沉积在模板表面，并经过后续处理得到目标产物。
这种方法需要选择合适的模板材料、控制合适的反应条件和后续处理步骤，以实现所需的空心结构。
溶胶-凝胶法是指将硅源通过溶胶状态形成溶胶，然后经过凝胶反应，在固相中形成凝胶体系。
最后，通过提炼和热处理等步骤获得纳米二氧化硅空心微球。
2.2 化学方法化学方法利用一系列化学反应来制备纳米二氧化硅空心微球。
常用的化学方法包括模板法、乳液控制法和倒置乳液法。
模板法的化学方法与物理方法中的模板法类似，但是采用不同的反应体系。
高纯球形纳米sio2的制备,改性与应用研究
高纯球形纳米sio2的制备,改性与应用研究近年来，纳米科学与技术受到了越来越多的关注，它的发展正在推动着新材料的创新。
其中，SiO2作为一种半导体材料，可以用于电子、纳米技术、光学光子学和生物学等领域的研究与开发。
最近，人们开始研究高纯球形纳米SiO2，借助它能够制备出低表面活性，粒径可控，能够自由调节功能和结构等特点，令它在生物医学领域，纳米材料等领域尤为重要。
高纯球形纳米SiO2的制备：高纯球形纳米SiO2的制备通常有以下几种方式，包括溶剂热精制制备法、物理渗透沉淀法、化学气相沉淀法和光聚合制备法。
1.剂热精制制备法：该方法是将SiO2溶解在一定温度、一定pH 值下的溶剂中，使纳米晶粒能够随溶质的溶解而分散。
2.理渗透沉淀法：该方法利用SiO2溶液进行渗透析出，以形成球形白色纳米粒子。
3.学气相沉淀法：该方法通过改变或增加化学添加剂，以控制SiO2纳米粒子的生长，从而获得球形的纳米粒子。
4.聚合制备法：该方法利用光技术对SiO2纳米粒子进行聚合，以获得球形的纳米粒子。
改性：随着科学技术的发展，人们发现可以改性高纯球形的纳米SiO2，从而改善它的性能和功能。
改性技术包括多种技术，包括表面吸附、表面改性、包覆改性、基团接枝等。
改性可以使SiO2纳米晶粒具有自组装、药物和抑菌能力以及吸收能力等新功能。
应用：由于高纯球形纳米SiO2具有良好的稳定性、均匀分散性、低表面活性和可控粒度等优点，它广泛应用于生物医学领域、纳米材料领域等领域。
（1）物医学领域：高纯球形的纳米SiO2可以用于抗感染剂、载药分子、抗菌剂等生物医学领域的研究与应用。
（2）米材料领域：高纯球形纳米SiO2可以用于纳米零件、超细粉末、载体材料等纳米材料领域的研究与开发。
（3）他领域：高纯球形的纳米SiO2同时也可以用于精细化学品的生产，以及催化剂、涂料、高分子等材料的制备。
综上，高纯球形纳米SiO2的研究与制备已经取得了很大的进展，它的改性与应用也越来越广泛。
sio2 纳米微球
sio2 纳米微球摘要：1.引言2.二氧化硅纳米微球的定义和性质3.二氧化硅纳米微球的制备方法4.二氧化硅纳米微球的应用领域5.二氧化硅纳米微球的发展前景和挑战正文：二氧化硅纳米微球（SiO2 nanomicrospheres）是一种具有特殊物理和化学性质的纳米材料，由于其独特的结构，使其在众多领域具有广泛的应用前景。
本文将对二氧化硅纳米微球的定义、性质、制备方法、应用领域及发展前景进行详细阐述。
1.引言二氧化硅纳米微球，顾名思义，是由二氧化硅（SiO2）构成的纳米级微球。
作为一种常见的无机非金属材料，二氧化硅在我国有着丰富的资源和广泛的应用。
近年来，随着纳米技术的快速发展，二氧化硅纳米微球因其独特的性能逐渐成为研究的热点。
2.二氧化硅纳米微球的定义和性质二氧化硅纳米微球是指直径在1~1000纳米范围内的SiO2颗粒组成的微球。
其具有较小的粒径、较大的比表面积、高孔隙率、可调谐的表面性质等特性。
这些特性使得二氧化硅纳米微球在催化剂、吸附、光致发光、生物医学等方面具有潜在的应用价值。
3.二氧化硅纳米微球的制备方法二氧化硅纳米微球的制备方法有很多种，如物理法、化学法、生物法等。
常见的制备方法包括水热法、溶胶-凝胶法、化学气相沉积法、模板法等。
这些方法各有优缺点，可根据实际需求选择合适的制备方法。
4.二氧化硅纳米微球的应用领域二氧化硅纳米微球广泛应用于催化剂、吸附、光致发光、生物医学等领域。
例如，作为催化剂载体，二氧化硅纳米微球可提高催化剂的稳定性和活性；在吸附领域，二氧化硅纳米微球因其高孔隙率和可调谐的表面性质，可用于吸附有害气体和重金属离子；在生物医学领域，二氧化硅纳米微球可作为药物载体、生物成像和诊断试剂等。
5.二氧化硅纳米微球的发展前景和挑战二氧化硅纳米微球在众多领域具有广泛的应用前景，但目前仍面临一些挑战，如制备方法的选择和优化、性能的调控、规模化生产等。
二氧化硅微球的制备及其应用研究
二氧化硅微球的制备及其应用研究近年来，微观领域的科技快速发展，许多微观材料的制备和应用得到了广泛研究。
其中，二氧化硅微球属于一种常见微观颗粒，具有广泛的应用前景和研究意义。
本文将对二氧化硅微球的制备和应用方面进行探讨。
一、二氧化硅微球的制备1. 模板法模板法是一种常见的制备二氧化硅微球的方法。
该方法利用硅酸盐或单质硅作为前驱物质，在一定条件下与模板反应生成聚合物或硅氧烷液滴，并通过水热过程、溶胶-凝胶法等步骤生成二氧化硅微球。
模板法可以利用不同的模板粒子构建不同形态、大小的微球结构，具有较高的制备效率和可控性。
2. 真空挥发法真空挥发法是一种通过旋转真空挥发液体前驱体，使得液滴在空气-液体界面上的物质浓度逐渐升高，形成二氧化硅微球的方法。
该方法需要汽化器、真空泵、旋转器等设备，可以制备出具有良好均匀性、大小可控的二氧化硅微球，但制备过程比较复杂。
3. 沉淀法沉淀法是一种通过将硅酸盐水溶液缓慢滴入钙水溶液中，造成水合作用和钙化反应生成二氧化硅微球的方法。
该方法简单易行，制备成本较低，但难以控制微球尺寸和形态。
4. 其他方法除了以上三种常见方法外，还有一些其他方法，如静电旋转法、电喷雾法、超临界流体法等。
二、二氧化硅微球的应用1. 生物医学领域二氧化硅微球可以作为生物医学领域中的药物载体、细胞培养载体等材料。
其具有较好的生物相容性、生物分解性，能够较稳定地携带和释放药物、生长因子等生物活性成分，并可通过表面修饰等手段实现靶向传递。
2. 纳米复合材料领域二氧化硅微球可以作为纳米复合材料的载体，将金属、金属氧化物、有机物等与二氧化硅微球复合制备出微球复合材料，可用于催化反应、吸附分离、传感检测等应用领域。
3. 功能性材料领域二氧化硅微球可以通过表面修饰、改性等方法赋予其特定的物理、化学、生物性能，如超疏水性、超亲水性、光学性能、生物抗污染性等，可用于涂层、泡沫材料、催化剂、油墨等领域。
总结一下，二氧化硅微球作为一种常见的微观颗粒，具有制备简单、形态可控、应用广泛等特点。
高纯球形纳米sio2的制备,改性与应用研究
高纯球形纳米sio2的制备,改性与应用研究近十年来，纳米材料及其相关应用在材料领域中蓬勃发展。
而高纯球形纳米SiO2（以下简称球状SiO2）一旦提出，就迅速获得广泛的关注，由于其独特的性质及其形貌，作为重要且多功能的功能纳米材料，球状SiO2得到了众多相关研究者的追捧。
球状SiO2的制备方法有多种，如溶胶-凝胶法、溶胶法、浴液沉淀法、沸水法、二苯醚油烃法等。
在这几种方法中，溶胶-凝胶法和溶胶法是制备球状SiO2的主要方法。
溶胶-凝胶法是指使用挥发溶剂等溶剂，将水溶性有机酸或有机碱引入水溶液体系中，同时在溶液中添加还原剂，或者加入固体共价单元，使溶解结晶均匀地生长成球形，从而制备出球状SiO2。
溶胶法是指使用水溶性有机酸或有机碱与二氧化硅结合后，在凝胶态物质中加入某种慢性水解剂，以缓慢水解和溶解球状SiO2等方法来制备球状SiO2。
此外，球状SiO2可以通过改变制备方法获得不同大小和形状，而且只要满足制备条件，球状SiO2的粒径大小也可以调整。
改性后的球状SiO2具有特殊的外部特性，可用于改善外部的疏水性、疏油性和亲水性等性质，并可以改变其表面特征，从而改变球状SiO2的功能性能。
目前研究表明，球状SiO2的表面可以被改性成大量的有机化合物和金属离子，从而赋予其新的功能性能，并为下一步的应用奠定了基础。
球状SiO2的应用非常广泛，其在玻璃、塑料、电子和化学行业等方面都得到了广泛的应用。
在玻璃行业，球状SiO2可以显著提高玻璃的抗热性，耐碱性和耐硅酸性，以及耐紫外线等光学性能；在电子行业，球状SiO2可以用作液晶显示器，塑料导电纤维，集成电路材料等；在化学行业，球状SiO2可以作为高效的载体，用于提高有机物的分离效率等。
本文研究了高纯球形纳米SiO2的制备、改性和应用方面的问题，以期为其今后的应用提供参考。
研究表明，球状SiO2可以通过不同的制备方法获得，并可以通过改性获得不同大小和形状，以及改变表面性质，具有独特的外部特性，可用于改善外部特性，具有多种应用前景。
纳米二氧化硅微球的应用及制备进展_姜小阳
第30卷第3期硅酸盐通报Vol．30No．32011年6月BULLETIN OF THE CHINESE CERAMIC SOCIETY June ，2011纳米二氧化硅微球的应用及制备进展姜小阳，李霞（青岛科技大学材料科学与工程学院，青岛266042）摘要：纳米二氧化硅微球在电子、光学器件、化学生物芯片、催化等领域有着广泛的应用。
本文综述了近几年纳米二氧化硅微球几种制备方法，例如：溶胶-凝胶法、模板法、沉淀法、超重力法、微乳液法等，并对这些工艺方法的优缺点做了简单评述，最后对二氧化硅的应用前景进行了展望。
关键词：纳米二氧化硅；微球；应用；制备中图分类号：O613文献标识码：A 文章编号：1001-1625（2011）03-0577-06Progress in Application and Preparationof Nano-silica MicrospheresJIANG Xiao-yang ，LI Xia（College of Materials Science and Engineering ，Qingdao University of Science and Technology ，Qingdao 266042，China ）Abstract ：Nanosized silica microspheres have important applications in electronics ，optical devices ，chemical biosensors ，catalysis ，etc．In this thesis ，the preparation methods of nano-silica were reviewedsuch as sol-gel process ，template process ，precipitation process ，high gravity reactive method ，micro-emulsion method ，etc．The relative merits of each method are introduced．At last ，the applicationprospect of nano-silica microspheres is depicted．Key words ：nano-silica ；microspheres ；application ；preparation基金项目：国家自然科学基金（No．51072086）资助项目作者简介：姜小阳（1985-），男，硕士．主要从事纳米二氧化硅微球的制备及应用的研究．通讯作者：李霞．E-mail ：lix@qust．edu．cn 1引言纳米固体或纳米微粒是指颗粒粒度属于纳米量级（1 100nm ）的固态颗粒［1］。
纳米二氧化硅微球
纳米二氧化硅微球
纳米二氧化硅微球是一种新型的纳米材料，具有广泛的应用前景。
它的制备方法简单，可以通过溶胶-凝胶法、水热法、微乳液法等多种方法制备得到。
纳米二氧化硅微球具有较高的比表面积和孔隙度，因此在催化、吸附、分离等领域具有广泛的应用。
纳米二氧化硅微球在催化领域具有重要的应用。
由于其高比表面积和孔隙度，可以提高催化剂的活性和选择性。
例如，将纳米二氧化硅微球与金属催化剂复合，可以制备出高效的催化剂，用于有机合成反应。
此外，纳米二氧化硅微球还可以用于制备光催化剂，用于水分解、有机污染物降解等反应。
纳米二氧化硅微球在吸附领域也有广泛的应用。
由于其高比表面积和孔隙度，可以提高吸附剂的吸附能力。
例如，将纳米二氧化硅微球与有机分子修饰，可以制备出高效的吸附剂，用于水处理、废气处理等领域。
此外，纳米二氧化硅微球还可以用于制备分子印迹材料，用于特定分子的选择性吸附。
纳米二氧化硅微球在分离领域也有重要的应用。
由于其高比表面积和孔隙度，可以提高分离材料的分离效率。
例如，将纳米二氧化硅微球与磁性材料复合，可以制备出磁性分离材料，用于生物分离、环境监测等领域。
此外，纳米二氧化硅微球还可以用于制备纳米过滤膜，用于水处理、气体分离等领域。
纳米二氧化硅微球是一种具有广泛应用前景的新型纳米材料。
它的制备方法简单，可以通过多种方法制备得到。
在催化、吸附、分离等领域具有重要的应用，可以提高材料的性能和效率。
随着纳米技术的不断发展，纳米二氧化硅微球的应用前景将会更加广阔。
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第30卷第3期硅酸盐通报Vol．30No．32011年6月BULLETIN OF THE CHINESE CERAMIC SOCIETY June ，2011纳米二氧化硅微球的应用及制备进展姜小阳，李霞（青岛科技大学材料科学与工程学院，青岛266042）摘要：纳米二氧化硅微球在电子、光学器件、化学生物芯片、催化等领域有着广泛的应用。
本文综述了近几年纳米二氧化硅微球几种制备方法，例如：溶胶-凝胶法、模板法、沉淀法、超重力法、微乳液法等，并对这些工艺方法的优缺点做了简单评述，最后对二氧化硅的应用前景进行了展望。
关键词：纳米二氧化硅；微球；应用；制备中图分类号：O613文献标识码：A 文章编号：1001-1625（2011）03-0577-06Progress in Application and Preparationof Nano-silica MicrospheresJIANG Xiao-yang ，LI Xia（College of Materials Science and Engineering ，Qingdao University of Science and Technology ，Qingdao 266042，China ）Abstract ：Nanosized silica microspheres have important applications in electronics ，optical devices ，chemical biosensors ，catalysis ，etc．In this thesis ，the preparation methods of nano-silica were reviewedsuch as sol-gel process ，template process ，precipitation process ，high gravity reactive method ，micro-emulsion method ，etc．The relative merits of each method are introduced．At last ，the applicationprospect of nano-silica microspheres is depicted．Key words ：nano-silica ；microspheres ；application ；preparation基金项目：国家自然科学基金（No．51072086）资助项目作者简介：姜小阳（1985-），男，硕士．主要从事纳米二氧化硅微球的制备及应用的研究．通讯作者：李霞．E-mail ：lix@qust．edu．cn 1引言纳米固体或纳米微粒是指颗粒粒度属于纳米量级（1 100nm ）的固态颗粒［1］。
纳米二氧化硅微球为无定型白色粉末，无毒、无味、无污染，表面存在大量羟基和吸附水，具有粒径小、纯度高、比表面积大、分散性能好等特点，并凭借其优越的稳定性、补强性、触变性和优良的光学及机械性能，广泛应用于生物医药、电子、催化剂载体及生物材料、工程材料等领域［2］。
如今，纳米二氧化硅微球的制备和应用研究工作已成为材料科研领域的一大热点［3］。
2纳米二氧化硅微球的应用纳米二氧化硅在添加剂、橡胶、塑料、纤维、彩色打印、军事材料、生物技术等领域有着广泛的应用。
纳米SiO 2表面含有大量的羟基与不饱和键，可以在摩擦副表面形成牢固的化学吸附膜，从而保护金属摩擦表面，改善润滑油的摩擦性能，因此可以作为一种高性能、高环保型润滑油的添加剂［4］。
利用纳米SiO 2可以吸收578综合评述硅酸盐通报第30卷紫外线的性能，将其加入到环氧树脂中，可以减少紫外线对环氧树脂的降解作用，提高环氧树脂的抗老化性能，同时使板材具有紫外光屏蔽功能［5］。
利用纳米SiO 2的无机刚性粒子可以增韧的特性，将气相纳米SiO 2添加到塑料中，可以在不削弱材料刚性的前提下提高材料的韧性，甚至还能提高材料的刚性［6］。
由于纳米SiO 2具有特定的微孔网络和优良的固墨性能，因而将其应用在彩色喷墨打印中，具有打印质量高、墨点面积小、色密度高、图像逼真等特点［7］。
利用纳米SiO 2气凝胶的绝热性能，可以制备具有良好疏水性的多孔绝热保温材料，而且具有力学机械强度、纳米多孔、节能、环保等多种优良性能，对军事、工业、建筑保温材料都有重大意义［8］。
利用纳米SiO 2生物相容性好，物理和化学稳定性高，比表面积大，载药量可控，可以装载各种药物、蛋白、基因等，作为药物传递载体在国内外受到普遍关注［9］。
3纳米二氧化硅微球的制备方法目前，纳米二氧化硅微球的制备方法主要可以分为干法和湿法两类，湿法包括溶胶-凝胶法、模板法、沉淀法、超重力反应法、微乳液法和水热合成法等；干法有气相法和电弧法等。
3．1溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法是目前制备纳米二氧化硅微球的主要方法，该工艺是将硅酸酯与无水乙醇按一定的物质的量比搅拌成均匀的混合溶液，在搅拌状态下缓慢加入适量的去离子水，然后调节溶液的pH 值，再加入合适的表面活性剂［10］，将所得溶液搅拌后在室温下陈化制得凝胶，再通过干燥等步骤制得所需纳米SiO 2粉体。
赵丽等［11］以正硅酸乙酯为原料，经过金属醇盐的水解聚合，凝胶的形成，凝胶的干燥及煅烧制备出呈椭圆形，粒径大小在20 30nm 的二氧化硅粉末。
并指出了解醇盐水解、聚合的反应机理对于掌握溶胶-凝胶工艺是非常重要的，而醇盐的水解反应同以下一些因索有很大关系：有无催化剂和催化剂的种类、水与醇盐的物质的量比（添加的水量）、醇盐的种类，用于使互不混合的金属醇盐和水混合在一起的共同溶剂的种类及其用量、水解温度等。
符远翔等［12］利用Stober 溶胶-凝胶法［13］，合成了大小约为80 150nm 的单分散纳米二氧化硅微球，并且探讨了温度、氨水浓度以及正硅酸乙酯浓度等因素对合成二氧化硅的影响。
利用XRD 、IR 、SEM 、TEM 等对样品进行了表征，结果表明：水解温度的升高加速二氧化硅颗粒在溶液中的熟化引起团聚；氨水浓度的增加使得成核速度增加，水解速度加剧，二氧化硅的粒径增大，团聚程度也增大；增加正硅酸乙酯的量也导致二氧化硅粒径稍有增加，团聚程度加深。
图1YVO 4ʒEu 3+@SiO 2核壳粒子的形成过程图Fig．1Formation process of YVO 4ʒEu 3+@SiO 2李朝毅等［14］以氨水为催化剂、正硅酸乙酯为硅源、醇为溶剂，采用改进的溶胶-凝胶工艺制备单分散SiO 2微球，通过扫描电镜、激光粒度分析仪着重研究了正硅酸乙酯添加方式、反应温度、溶剂类型等单因素对SiO 2的颗粒大小和形貌的影响，并指出，正硅酸水解对醇溶剂是有选择性的，乙醇作为溶剂合成SiO 2的单分散性和球形度最好；连续滴定和分步滴定更有利于单分散SiO 2微球的形成；水解温度升高，生成的颗粒第3期姜小阳等：纳米二氧化硅微球的应用及制备进展579粒径将逐渐增大，最佳反应温度为常温25ħ或恒温水浴25 35ħ。
由溶胶-凝胶法制备所得的纳米二氧化硅微球颗粒分散性好，尺寸可控，而且由于二氧化硅表面的硅羟基非常适合作为改性的桥梁，使其功能化，不断发展的改性技术为其日益扩展的应用领域提供了新的机会［15，16］，例如利用单分散的二氧化硅微球作核或壳，制备一些性能优良的材料［17-22］。
图2介孔SiO2@Ni3Si2O5（OH）4核壳形成过程图Fig．2Synthesize process of hollow SiO2@Ni3Si2O5（OH）3．2模板法模板法是制备纳米二氧化硅中空微球的重要方法，主要是以表面活性剂为模板，在其上交替吸附相反电荷的聚电解质和不同粒径的SiO2粒子以生成纳米二氧化硅微球，再将所得产物在高温下煅烧，得到具有多孔结构的纳米二氧化硅中空微球。
Kim等［23］利用模板/层层自组装法，首先通过静电相互作用在聚苯乙烯（PS）微球表面交替吸附阳离子聚电解质（聚二甲基二烯丙基氯化铵，PDAD-MAC）和SiO2纳米粒子，然后将所得产物在500ħ下煅烧，得到壳层具有多孔结构的SiO2中空微球。
Yang等［24］用十六烷基三甲基溴化胺（CTAB）和中空聚苯乙烯（PS）微球作为双重模板，在乙醇/水介质中滴入TEOS，将所得PS/SiO2复合中空微球煅烧，制得具有介孔结构的SiO2中空微球。
邓伟等［25］首先通过苯乙烯和甲基丙烯酸的无皂乳液聚合法制得表面含羧基、粒径为360nm的单分散聚苯乙烯（PS）乳胶粒，并以此为模板，分别采用传统的模板法纳米颗粒层层自组装法（LBL）和改进后的模板法表面改性-前驱体水解法（PHC），制备出了不同壳层厚度的PS/SiO2核壳复合微球，然后经500ħ煅烧4 h，得到SiO2中空微球。
传统模板法制备纳米二氧化硅微球工艺复杂，所得中空微球壳层结构较疏松，易于破碎，且工艺过程中对条件控制比较苛刻，所得中空微球形貌难以控制。
改进后的模板法生成的复合微球的壳层厚度和形貌易于控制，且得到的复合微球表面均匀，结构致密。
3．3沉淀法沉淀法是将反应物溶液与其它辅助剂混合，然后在混合溶液中加入酸化剂沉淀，生成的沉淀再经干燥与煅烧得到纳米二氧化硅微球。
郭宇等［26］以水玻璃和盐酸为原料，采用化学沉淀法，在温度40 50ħ，pH值5 6，干燥温度110ħ，焙烧温度500ħ，制得粒径在50 60nm，比表面积大，分散性好的纳米二氧化硅粉体，达到了工业生产的标准。
韩静香等［27］采用硅酸钠为硅源，氯化铵为沉淀剂制备纳米二氧化硅，研究了硅酸钠的浓度、乙醇与水的体积比及pH值对其比表面积的影响，并用红外、X射线衍射和透射电镜对二氧化硅粉末进行了表征。
研究结果表明在硅酸钠浓度为0．4mol/L，乙醇与水的体积比为1ʒ8，pH值为8．5时可制备出粒径为5 8nm，分散性好的无定形纳米二氧化硅微球。
化学沉淀法制备过程简单，原料来源广泛，且对实验设备要求不高，能耗少，工艺简单，但其产品性状难以控制，受许多可变因素的影响，有待于进一步的深入研究。
3．4超重力法超重力反应法制备纳米二氧化硅微球是利用在超重力场中，各相之间的传递和微观混合过程可以尽可580综合评述硅酸盐通报第30卷能的被强化，从而缩短反应时间，大大提高反应速率。
贾宏等［28］将一定浓度的水玻璃溶液静置过滤后置于超重力反应器内，升温至一定的反应温度，加入絮凝剂和表面活性剂，开启旋转填充床和料液循环泵不断搅拌和循环回流，温度稳定后，通入二氧化碳气体进行反应，同时定时取样测定物料的pH值，待pH值稳定后停止进气，结束反应。
加酸将料液的pH值调节到预定值，并保温陈化一定时间后，抽滤、洗涤料浆产物，在110 160ħ下恒温干燥6h。