原位液体室透射电镜观察二氧化硅纳米颗粒的合并生长

摘要

利用原位液体室透射电子显微镜实时观察硅酸钠溶液中二氧化硅纳米颗粒的生长过程,同时使用动态光散射对纳米颗粒尺寸分布进行原位监测。通过对该动态过程的定量分析,研究了二氧化硅纳米颗粒的生长机理。结果表明,硅酸钠溶液中二氧化硅纳米颗粒主要是通过合并的方式进行生长。在合并的过程中,颗粒会自发地进行连续合并或发生形状改变,以降低单位体积表面能。进一步的结果分析显示,二氧化硅纳米颗粒的合并生长符合基于Smoluchowski速率方程的动力学,接近于受反应控制的聚集生长,其化学本质是颗粒表面羟基间的脱水缩合反应。