应用广泛的无机纳米材料!纳米二氧化硅的8大应用简介

发布于2021-05-08 11:03:12

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二氧化硅材料来源广泛、Si-O-Si键的特性决定其化学性质稳定,低廉的价格、耐高温、抗腐蚀、绝缘性好等的优异特性使其在材料领域倍受重视。纳米二氧化硅颗粒是一种小尺寸,大比表面积的无机非金属材料,强度大、稳定性高。在透射电子显微镜测试下,这种纳米材料显现出絮状或网状的准颗粒结构。二氧化硅纳米颗粒表面电子分布和分子排列都不同于宏观材料,纳米颗粒的几大特性使其呈现出包括光、电、热、声、磁等一系列不同于宏观物质的特殊性能。

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据了解,二氧化硅纳米颗粒是应用广泛的无机纳米材料,由于性能优异所以成为了产量巨大的工程化纳米材料之一。随着表面改性研究的深入,使得二氧化硅纳米颗粒的使用不再局限于传统材料、化工等领域,其在催化、光催化及生物医药等新领域的应用也存在良好的前景。

二氧化硅纳米颗粒在工业领域的广泛应用

陶瓷领域

现代氧化物陶瓷制品存在的缺点是脆性大、光洁度不高,二氧化硅纳米颗粒添加到陶瓷里,可以大大降低陶瓷制品的脆性,及提高陶瓷制品的韧性。

橡胶领域

传统橡胶制品是通过加入炭黑来提高强度、耐磨性和抗老化性,颜色单一。把二氧化硅纳米颗粒添加到橡胶中,利用其优异的光学性能,可以制备色彩新颖、性能优异的橡胶制品。

涂料领域

由于二氧化硅纳米颗粒具有抗紫外线辐射性,所以添加到涂料中可以改善其稳定性、耐候性及触变性等性能。除此以外,还可提高涂膜与墙体结合性。

纺织领域

二氧化硅纳米颗粒在纺织领域有着广泛的应用前景,主要是因为其具有抗老化、抗紫外线及除菌消臭等功能。在功能纤维的制备中添加,可以提高制品的抗紫外辐射能力及具有净化空气的效果。

化妆品领域

二氧化硅纳米颗粒化学稳定性强,在紫外光照射下不易分解,满足了化妆品及防晒用品需对日光紫外线具屏蔽能力的要求,并且颗粒颜色为白色,所以添加于化妆品中不但可达到防晒效果,也可以实现美白功效。

二氧化硅纳米颗粒在新领域的应用

催化领域

催化剂在化工方面发挥着重大的作用,尤其是具备高反应活性和可重复利用性的非均相催化剂。催化剂的活性和选择性决定了化学反应的反应速率和反应产物的产率,所以要想得到高活性的催化剂需要调节催化剂载体表面的性质和结构。二氧化硅纳米颗粒不但化学性质稳定,同时还具有小的粒径、大的比表面积,作为载体可以使催化剂达到纳米尺度且不会团聚,所以可以制备低成本、高催化活性及长使用寿命的催化剂。

环境保护领域

二氧化硅纳米颗粒因为其粒径小,所以具有大的比表面积,特殊功能性的官能团经过表面修饰后可以吸附各种有害物质,所以其在环境保护领域有着广泛的应用。

生物医学领域

二氧化硅纳米颗粒不但稳定性高,而且还具有生物相容性,所以它在生物医学领域具有良好的应用前景,如药物可控释放、基因载体、生物传感等。在药物制剂中加入二氧化硅纳米颗粒已经得到了广泛的应用,因为二氧化硅的添加使得药剂具有高吸收性、好的分散性及适当的增稠性等特点。在雷尼替丁、甲晴米胺、呱仑西平等药物中加入少量的二氧化硅纳米颗粒,可改变这些药物的流动性。

其它领域的应用

大量的不饱和键与羟基存在于纳米二氧化硅表面,这样一层牢固的化学吸附膜可以在摩擦的副表面形成,因此可以作为一种高性能、高环保型的润滑油添加剂用来保护金属的摩擦表面及改善润滑油的摩擦性能。

将纳米二氧化硅应用在彩色喷墨打印中,可以提高打印质量、缩小墨点面积、提高色密度、增强图像逼真度,这是因为其具有优良的固墨性能和特定的微孔网络。

纳米二氧化硅是无机刚性粒子所以具备增韧塑料的特性,在不削弱材料的刚性的前提下,气相纳米二氧化硅可以提高材料的韧性甚至是刚性。

利用纳米二氧化硅的绝热性能,制备机械强度高、节能、环保且具有良好疏水性的多孔绝热保温材料成为可能,在军事、工业等多个领域都有重大应用意义。

农业领域,纳米二氧化硅可以作为种子的处理剂,缩短玉米、棉花、小麦等的生长周期。在酒类生产中,添加合适的纳米二氧化硅可以起到净化和延长保鲜期的效果;还可以作为高效农药的载体、饲料中的防结块剂等等。

造纸工业中,它能有效得提高纸张的白度、强度、耐磨性和不透明性;高品级的纳米二氧化硅还可作为牙膏的摩擦剂和药品赋形分散剂;作为消光剂,纳米二氧化硅还可在油漆、油墨、化妆品、涂料等领域部分替代昂贵的钛白粉等。


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