纳米二氧化硅

纳米粒子一般指的是尺寸小于100nm的粒子，纳米二氧化硅也是如此。 尺寸小于100nm的二氧化硅粒子称之为纳米二氧化硅或者二氧化硅纳米粒子。纳米二氧化硅的化学成份是SiO2， 其分子状态是三维网状结构的交联体， 表面存在大量的活性羟基。 由于纳米二氧化硅的尺寸小、比表面积大、且表面的活性羟基数量多而导致纳米二氧化硅极易团聚。 目前在市场上的纳米二氧化硅干粉及大部分的纳米二氧化硅分散液基本就是有具有原始尺寸的纳米二氧化硅团聚而得到的。

纳米二氧化硅基本以干粉和分散液两种形式存在。 干粉包括常见的fumed silica，precipitated silica等， 比如白炭黑。 分散液主要是从干粉分散而来， 但这种分散液很难分散到纳米二氧化硅的原始尺寸， 而是原始纳米粒子的不同程度的聚集体， 但相比原来的粉体， 分散液中的纳米二氧化硅的尺寸已经大大降低； 还有一些分散液是从湿法化学合成而来的， 能够很好保持其纳米粒子的原始尺寸而不团聚。尺寸在100纳米以下且能够稳定存在的纳米二氧化硅分散液也被称之为硅溶胶。

根据微观结构的不同，纳米二氧化硅还可以主要分为实心二氧化硅纳米粒子（Solid Silica Nanoparticles, SSNPs）和介孔二氧化硅纳米粒子（Mesoporous Silica Nanoparticles, MSNs， 介孔的孔径范围chengdi2-50nm）。SSNPs纳米二氧化硅颗粒中没有多孔结构存在， 是一种比较实心（solid）的结构； 而MSNs就是二氧化硅的纳米颗粒中存在大量的孔， 从而使得MSNs的比表面积大幅度提高。

纳米二氧化硅的合成方法主要有干法和湿法。 干法包括CVP气相法和电弧法， 而以气相法为常用， 如常见的高品质白炭黑主要就是以气相法制备的。湿法主要包括溶胶凝胶法(sol—gel)、模板法、沉淀法、微乳液法等，并以沉淀法为常用。SSNPs工 业上常用的合成主要就是气相法、沉淀法。而溶胶凝胶法特别是Stober等人开创的溶胶凝胶法是合成单分散且尺寸可控的二氧化硅纳米粒子经典的方法。 MSNPs的合成方法也是各种各样， 其核心的合成方法还是溶胶凝胶法，也就是在水解缩合的过程中加入了表面活性剂和其它致孔剂作为模板， 从而形成了纳米二氧化硅和模板的复合物， 通过高温烘培、化学萃取等方法将模板去除而形成介孔， 所得到的纳米粒子就是介孔二氧化硅纳米粒子MSNPs。(Originated with JX)