纳米氧化硅制备的成核过程:Ⅰ.工艺条件的影响

摘要

单分散纳米氧化硅颗粒被广泛应用于建筑、日化、航天、催化以及半导体等领域。制备纳米氧化硅颗粒需要经历成核和生长两个过程,其中成核过程是决定纳米颗粒球形度、集中度、颗粒形貌的基础。因此研究成核过程对整个反应和最终产品有着重要的意义。本工作以水玻璃为原料采用离子交换法制备纳米氧化硅颗粒,对硅酸浓度、单体添加速度以及颗粒成核中的形貌进行了细致的研究。结果发现,硅酸的适宜浓度为5%(质量分数);单体的添加时间宜维持在10 h;最终的颗粒粒径为21.8 nm。成核初期溶液中没有单分散的晶核,只存在无定形和相互交联的网状结构硅胶。以本工作确定的原料浓度和添加时间能够制备出单分散、球形度好的纳米氧化硅晶核,为后期颗粒的均匀生长提供重要的先决条件。