有机溶剂对正硅酸乙酯水解制备二氧化硅微球的影响
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两步法制备二氧化硅微球的影响因素
两步法制备二氧化硅微球的影响因素万勇;蔡仲雨;赵修松;李洪亮;夏临华【摘要】Silica spheres were synthesized by a two-step method. It has been demonstrated that the addition ratio of ammonia catalyst influences the morphologies and the shape of the SiO2 spheres. The sizes of the silica spheres are mainly depended on the ratio of the TEOS reagents for both the initial beads and the final silica spheres. It has also been pointed out how to measurement the mass and volume percentages for the silica in the paper.%采用两步法合成的SiO2微球.发现氨水作为催化剂使用量过少时,SiO2微球的表面会不光滑,甚至微球的形状不规则.SiO2微球的大小主要由TEOS的初始用量和二次用量之比决定,给出了SiO2质量百分比和体积比的测量方法.【期刊名称】《功能材料》【年(卷),期】2011(042)004【总页数】3页(P734-736)【关键词】两步法;二氧化硅;微球;氨水;正硅酸四乙酯【作者】万勇;蔡仲雨;赵修松;李洪亮;夏临华【作者单位】青岛大学,重点实验室培育基地多功能材料所,山东,青岛,266071;Department of Chemical & Biomolecular Engineering, National University of Singapore,Singapore 117576;青岛大学,重点实验室培育基地多功能材料所,山东,青岛,266071;Department of Chemical & BiomolecularEngineering, National University of Singapore,Singapore 117576;青岛大学,重点实验室培育基地多功能材料所,山东,青岛,266071;青岛大学,重点实验室培育基地多功能材料所,山东,青岛,266071【正文语种】中文【中图分类】O646.1单分散性好的SiO2微球被广泛应用到胶体晶体制作［1，2］，进而作为模板制作光子晶体。
二氧化硅微球的制备与形成机理
颗综粒制述备
二氧化硅微球的制备与形成机理
段 涛， 彭同江， 马国华
（ 西南科技大学 矿物材料及应用研究所， 四川 绵阳 ６２１０１０）
摘 要：在酯－ 醇－ 水－ 碱体系中以正硅酸乙酯为硅源、氨水为催化剂、
乙醇为溶剂， 采用改进的溶胶－ 凝胶法合成了二氧化硅球形颗粒。采用
红外光谱、ＢＥＴ 吸附曲线、扫描电镜等手段重点研究了正硅酸乙酯加
乙醇、氨水、 蒸馏水
磁力搅拌、 特定温度
离心、 洗涤
二氧化 硅微球
图 ２ 连续滴定法制备 ＳｉＯ２ 微球的实验流程 Ｆｉｇ．２ Ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ＳｉＯ２ ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ｂｙ ＴＥＯＳ ｄｒｏｐｐｉｎｇ ｉｎ ｓｕｃｃｅｓｓｉｏｎ
正硅酸乙酯
定温度
离心 洗涤
胶体自组装技术是近年来制备近红外可见光波 段三维光子晶体的有效途径： 二氧化硅与聚苯乙烯、
收稿日期： ２００６－ １０－ １７， 修回日期： ２００６－ １２－ １６。 第 一 作 者 简 介 ： 段 涛 （ １９７７－） ， 男 ， 硕 士 研 究 生 。 电 话 ： １３３３０８９９０９１， Ｅ－ｍａｉｌ： ｄｕａｎｔａｏ＠ｓｗｕｓｔ．ｅｄｕ．ｃｎ。
聚甲基丙烯酸甲酯等胶体微球是组装三维完全带隙 光子晶体的重要基元。作为密堆积结构基元之一的 二氧化硅微球必须具备单分散、窄分布与高球形度。 因此， 制备高质量的二氧化硅球形颗粒是组装反欧 泊结构光子晶体的前提［１］。自 １９６８ 年 ＳＴＯＢＥＲ 等［２］ 发明醇盐水解工艺制备 ＳｉＯ２ 微球以来， 学者们不断 地改进和完善 ＳＴＯＢＥＲ－ ＦＲＩＮＫ 方法。祝民权［３］提出 ＳｉＯ２ 微球的多步生长制备方法， 获得高圆度、单分散 并适用于光子晶体自组装的亚微米 ＳｉＯ２ 微球。温度、 浓度、各反应物的比值等诸多因素影响着 ＳｉＯ２ 球形 颗粒单分散、球形度、粒径大小与偏差［４，５］， 曹维孝等［６］ 通过调节 ＴＥＯＳ／ 水 ／ 氨水间的比例， 得到不同粒径 （ ３５～７５０ ｎｍ） 、单分散性的 ＳｉＯ２ 胶体颗粒。
二氧化硅微球的制备与形成机理
段 涛， 彭同江， 马国华
（ 西南科技大学 矿物材料及应用研究所， 四川 绵阳 ６２１０１０）
摘 要：在酯－ 醇－ 水－ 碱体系中以正硅酸乙酯为硅源、氨水为催化剂、
乙醇为溶剂， 采用改进的溶胶－ 凝胶法合成了二氧化硅球形颗粒。采用
红外光谱、ＢＥＴ 吸附曲线、扫描电镜等手段重点研究了正硅酸乙酯加
乙醇、氨水、 蒸馏水
磁力搅拌、 特定温度
离心、 洗涤
二氧化 硅微球
图 ２ 连续滴定法制备 ＳｉＯ２ 微球的实验流程 Ｆｉｇ．２ Ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ＳｉＯ２ ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ｂｙ ＴＥＯＳ ｄｒｏｐｐｉｎｇ ｉｎ ｓｕｃｃｅｓｓｉｏｎ
正硅酸乙酯
定温度
离心 洗涤
胶体自组装技术是近年来制备近红外可见光波 段三维光子晶体的有效途径： 二氧化硅与聚苯乙烯、
收稿日期： ２００６－ １０－ １７， 修回日期： ２００６－ １２－ １６。 第 一 作 者 简 介 ： 段 涛 （ １９７７－） ， 男 ， 硕 士 研 究 生 。 电 话 ： １３３３０８９９０９１， Ｅ－ｍａｉｌ： ｄｕａｎｔａｏ＠ｓｗｕｓｔ．ｅｄｕ．ｃｎ。
聚甲基丙烯酸甲酯等胶体微球是组装三维完全带隙 光子晶体的重要基元。作为密堆积结构基元之一的 二氧化硅微球必须具备单分散、窄分布与高球形度。 因此， 制备高质量的二氧化硅球形颗粒是组装反欧 泊结构光子晶体的前提［１］。自 １９６８ 年 ＳＴＯＢＥＲ 等［２］ 发明醇盐水解工艺制备 ＳｉＯ２ 微球以来， 学者们不断 地改进和完善 ＳＴＯＢＥＲ－ ＦＲＩＮＫ 方法。祝民权［３］提出 ＳｉＯ２ 微球的多步生长制备方法， 获得高圆度、单分散 并适用于光子晶体自组装的亚微米 ＳｉＯ２ 微球。温度、 浓度、各反应物的比值等诸多因素影响着 ＳｉＯ２ 球形 颗粒单分散、球形度、粒径大小与偏差［４，５］， 曹维孝等［６］ 通过调节 ＴＥＯＳ／ 水 ／ 氨水间的比例， 得到不同粒径 （ ３５～７５０ ｎｍ） 、单分散性的 ＳｉＯ２ 胶体颗粒。
有机溶剂对正硅酸乙酯水解制备二氧化硅微球的影响
增刊ｌ毛丹等：有机溶剂对正硅酸乙醅水嘏制各二氧化硅微球的影响·１８ｌ·二氧化硅微球的形貌用场发射扫描电镜（ＦＥｓＥＭ，ＪｓＭ击７００）进行表征。
３结果与讨论３．１反应机理利用醇盐水解制备球形氧化物或氢氧化物颗粒是一种常用的方法。
在仅有水和醇溶剂存在下，硅醇盐的水解速率是比较缓慢的，因此一般都需要加入酸性或碱性的催化剂，前者有助于凝胶结构的形成，后者可以得到的二氧化硅微球嘲。
制备的二氧化硅微球是用氨水作催化剂，将正硅酸乙酯加入到水的醇溶液中发生永解一缩聚反应得到的，化学反应方程式如下：ｓｉ（ｏｑ目～“屿０４岬蛾“ｑ坞伽ｒ严严ＰＨ一薯”１”Ｅ“一一ｒ”ｒ“‘”严严＊严严”ＨＰｒｏＨ＋鲫一芦ｒ∞珥々一Ｈ旷扩卜ｒｏ晒＋ｃ趣棚确ｏｃ２％衄ｏｑ№第１步正硅酸乙酯水解形成羟基化的产物和相应的醇；第２步硅酸之间或硅酸与正硅酸乙酯之间发生缩合反应。
由于在碱催化系统中水解速率大于缩聚速率且ＴＥＯｓ水解较完全，因此可认为缩聚是在水解基本完全的条件下在多维方向上进行的，形成一种短链交联结构，这种结构的碰撞、缩聚、生长使短链间交联不断加强，最终形成球形颗粒【”。
微球具体的形成过程如下：首先反应物分子冲破溶剂层互相碰撞、水解生成微核，剩余的反应物就会扩散到微核表面沉积、生长，逐渐形成微球，而由于这种微核是不稳定的，他们之间还会发生相互的碰撞结合成更大的新核，反应物也会在这些新核表面沉积生长形成微球嗍。
３．２不同直链一元醇溶剂对二氧化硅微球粒径的影响保持其它反应条件不变，分别采用甲醇、乙醇、正丙酵、正丁醇为溶剂来制各二氧化硅微球。
产物的ＦＥｓＥＭ照片如图ｌ所示。
可以看出二氧化硅微球的粒径、均匀性随溶剂的不同发生显著变化：随着醇碳链的增长，微球的粒径明显变大，但粒径分布越来越宽。
对微球的平均粒径和粒径范围进行了统计分析，其与醇溶剂分子量的关系曲线如图２所示。
表１列出了以上４种一元醇的部分物性参数以及用他们作溶剂得到的二氧化硅微球的平均粒径和最小、最大粒径的数据。
3种共溶剂对正硅酸乙酯水解的影响_霍玉秋
( 2) 水解得到的二氧化硅都含有羟基
参考文献:
[ 1 ] Beck A , Caps R , Fricke J. Scatt ering of visible light from silica aerogels [ J] . J Phys D App l Phys, 1989, 22: 730 734.
[ 2 ] 邓忠生, 王珏, 沈军, 等 HF 催化快速制备 SiO 2 气 凝胶[ J] 无机材料学报, 1999, 14( 4) : 587- 592 ( Deng Z S, W ang Y , S hen J , et al . Preparat ion of SiO 2 aerogel derived f rom TEO S cat alyzed by HF[ J] . Jou rnal of I norgani c M at erials , 1999, 14( 4) : 587- 592. )
Fig. 1
图 1 沉淀过程不同溶剂得到的二氧化硅的 TEM 照片 TEM mor phology of SiO2 powder derived fr om precipitati on process with di fferent solvents
( a) 异丙醇; ( b) 正丁醇; ( c) 乙醇
共溶剂与正硅酸乙酯水解沉淀过程中沉淀时间及 产率的关系, 如表 1 所示 由结果可知, 随着烷基 链的增长, 沉淀所需时间减少, 产率增大, 说明共 溶剂影响反应速率, 烷基链增长, 反应速率加快
表 1 溶剂种类与沉 淀时间及产率的关系
Table 1 Relationship between sol vents and preci pitation time and yield
参考文献:
[ 1 ] Beck A , Caps R , Fricke J. Scatt ering of visible light from silica aerogels [ J] . J Phys D App l Phys, 1989, 22: 730 734.
[ 2 ] 邓忠生, 王珏, 沈军, 等 HF 催化快速制备 SiO 2 气 凝胶[ J] 无机材料学报, 1999, 14( 4) : 587- 592 ( Deng Z S, W ang Y , S hen J , et al . Preparat ion of SiO 2 aerogel derived f rom TEO S cat alyzed by HF[ J] . Jou rnal of I norgani c M at erials , 1999, 14( 4) : 587- 592. )
Fig. 1
图 1 沉淀过程不同溶剂得到的二氧化硅的 TEM 照片 TEM mor phology of SiO2 powder derived fr om precipitati on process with di fferent solvents
( a) 异丙醇; ( b) 正丁醇; ( c) 乙醇
共溶剂与正硅酸乙酯水解沉淀过程中沉淀时间及 产率的关系, 如表 1 所示 由结果可知, 随着烷基 链的增长, 沉淀所需时间减少, 产率增大, 说明共 溶剂影响反应速率, 烷基链增长, 反应速率加快
表 1 溶剂种类与沉 淀时间及产率的关系
Table 1 Relationship between sol vents and preci pitation time and yield
工艺因素对溶胶-凝胶法制备SiO2微球粒径的影响
二 氧化 硅微 球 为 无 毒 、 无 味 的无 定 形 白色 粉 末， 具 有优 越 的热稳 定性 和 优 良的 光学 及 力 学 性
解 缩合反 应得 到 Ｓ ｉ Ｏ。 ， 但 是在 碱催化 条件 下 ，
ＴＥ ＯＳ的 水 解 较 为这 些 水 解 产 物 以一 定 量 的 核 为 中
浓度 为 ０ ． ８ ２ １ ｍｏ ｌ ／ Ｉ 。
关键词 ： 溶 胶一 凝胶 ； 二 氧 化硅 微 球 ； 粒 径
中 图分 类 号 ： Ｔ Ｑ１ ２ ７ ． ２
文献标志码 ： Ａ
文章编号 ： １ ６ ７ ４ — ３ ６ ４ ４ （ ２ ０ １ ３ ） ０ 卜０ ０ ３ ６ ０ ５
间、 温度 、 加水量 、 ＴＥ ＯＳ浓度 、 氨水浓度对所制备 ｓ ｉ Ｏ 粒 径 大 小 的 影 响 。结 果 表 明 ， 反应 时间对 Ｓ ｉ Ｏ。粒 径 的
影响较 小， 随 着反 应 时 间 的 延 长 ， 颗 粒 粒 径 有 增 大趋 势 ； 随 着反 应 温 度 升 高 以及 加 水 量 、 氨水浓度 和 Ｔ Ｅ ＯＳ浓
工 艺 因素 对 溶 胶一 凝胶法制备 Ｓ ｉ Ｏ ２ 微 球 粒 径 的影 响
贾 宁宁 ， 高延敏 ， 周 超 ， 宋 东 坡
（ 江苏科技大学材料科学与工程学 院， 江苏 镇 江 ， ２ １ ２ ０ ０ ３ ）
摘要 ： 采用Ｓ ｔ ６ ｂ ｅ ｒ 溶胶 凝胶 法， 在碱 性 体 系 中 水 解 正硅 酸 乙酯 （ Ｔ Ｅ ＯＳ ） ， 制备单 分散球 形 Ｓ ｉ Ｏ ｚ ， 研 究反 应 时
油Ｓ ｉ Ｏ。 薄膜 ， 韦莉 等 利 用 溶 胶一 凝胶法制备 了
Ｓ ｉ Ｏ 一 Ｐ ＡＮＩ杂 化 透 明 导 电 薄 膜 。 本 文 采 用
二氧化硅微球的可控制备
二氧化硅微球的可控制备二氧化硅微球是一种具有广泛应用前景的微纳米材料，其具有较大的比表面积、良好的化学稳定性和良好的生物相容性，被广泛应用于催化、吸附、传感、药物控释等领域。
为了实现对二氧化硅微球的可控制备，研究者们开展了大量的研究工作，并取得了显著的成果。
一种常见的制备二氧化硅微球的方法是溶胶-凝胶法。
在该方法中，首先将硅源（如硅酸乙酯、正硅酸乙酯等）溶解在适当的有机溶剂中，加入催化剂（如氯化铵、氯铵、硝酸铵等），通过搅拌使得溶液均匀混合。
然后，在适当的温度和时间条件下，将混合溶液进行水解和缩聚反应，形成三维网状凝胶。
最后，通过去除溶剂和热处理等步骤，得到二氧化硅微球。
为了实现对二氧化硅微球的形貌和尺寸的可控制备，研究者们采用了不同的方法和策略。
例如，可以通过调节反应温度、反应时间和硅源浓度等参数来控制二氧化硅微球的尺寸。
此外，还可以通过添加表面活性剂、改变pH值或添加其他添加剂来调控二氧化硅微球的形貌。
这些方法可以实现对二氧化硅微球的直径、孔径和孔隙度等关键参数的调节，从而实现对其性质和应用的可控制备。
一种常用的方法是采用模板法制备二氧化硅微球。
在该方法中，先选择一种具有特定形貌和尺寸的模板材料，如聚苯乙烯微球、硬模板等，然后将硅源溶液浸渍到模板材料表面，并通过水解和缩聚反应使硅源在模板表面形成硅氧烷键。
最后，通过去除模板材料，得到具有与模板相同形状和尺寸的二氧化硅微球。
通过选择不同形状和尺寸的模板材料，可以制备出具有不同形貌和尺寸的二氧化硅微球。
除了溶胶-凝胶法和模板法，还可以采用其他方法实现对二氧化硅微球的可控制备。
例如，可以利用微流控技术、电喷雾技术、溶液凝胶聚合法等方法制备二氧化硅微球。
这些方法通过调节实验条件、改变材料选择和控制反应过程等手段，实现对二氧化硅微球形貌和尺寸的精确控制。
二氧化硅微球的可控制备是一项具有重要意义的研究课题，对于拓展其应用领域具有重要意义。
通过调节溶胶-凝胶法、模板法和其他方法中的反应条件和参数，可以实现对二氧化硅微球形貌和尺寸的精确控制。
正硅酸乙酯水解-聚合的工艺参数研究及纳米sio2的合成
正硅酸乙酯水解-聚合的工艺参数研究及纳米
sio2的合成
本研究主要是研究正硅酸乙酯水解-聚合反应过程中的工艺参数
对纳米SiO2的影响，以控制其粒度和均匀程度。
首先，将正硅酸乙酯（TEOS）和水混合在搅拌器中，然后配制出
符合要求的初始混合液。
接下来，把混合液加入反应釜中，并调节反
应釜的温度、pH值、反应时间和加料比例作为工艺参数，并在合适的
釜破碎机条件下经过分散和反应过程。
最后，通过离心或过滤以及洗
涤步骤精制纳米SiO2。
利用此工艺流程可以合成具有不同粒度和均匀程度的纳米SiO2，尤其是当正硅酸乙酯、水质量比、温度、pH和反应时间调整的合理时，更能得到优质的纳米SiO2。
正硅酸乙酯的水解缩聚反应及多孔SiO2粉体的制备
正硅酸乙酯的水解缩聚反应及多孔SiO2粉体的制备
隋学叶;刘世权;程新
【期刊名称】《中国粉体技术》
【年(卷),期】2006(012)003
【摘要】详细描述了正硅酸乙酯的水解缩聚反应过程,简要介绍了影响反应过程的相关因素;综述了气凝胶和有序介孔SiO2材料这两种以该反应为基础的、具有代表性的多孔SiO2粉体的制备,特别是对多孔SiO2微球的制备进行了比较.指出以正硅酸乙酯的水解缩聚反应为基本过程制得的SiO2粉体中无序排列的孔是普遍存在的,如在反应过程中引入模板剂或采用其它手段,无序排列的孔可变为有序的.
【总页数】5页(P35-39)
【作者】隋学叶;刘世权;程新
【作者单位】济南大学,材料科学与工程学院,山东,济南,250022;济南大学,材料科学与工程学院,山东,济南,250022;济南大学,材料科学与工程学院,山东,济南,250022【正文语种】中文
【中图分类】O6
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二氧化硅微球的制备
微乳液法
微乳液法制备的纳米粒子粒度均一但是在制备过程中需要 使用大量的有机物，其回收比较麻烦，成本高且会对环境造 成污染。
王玉琨等以 TritonX-100/ 正辛醇 / 环己烷 / 水 ( 或氨水 )形成微乳液 , 在考察该微乳液系统稳定 相行为的基础上, 由正硅酸乙酯(TEOS)水解反应 制备纳米粒子。该工艺的分析结果表明 : 选择适 当的R (水与表面活性剂量比)和h(水与正硅酸乙 酯量比 ) , 可合成出疏松球形纳米 SiO2, 且反应 后处理较简便。粒径大小可由改变 R和h控制, 在 R= 6.5, h= 4的条件下, TEOS受控水解制得的SiO2 粒子99.17%粒径为40-50nm。
沉淀法
在含有一种或者多种粒子的可溶性盐溶液中加入沉淀剂，或 是通过升高溶液的温度使溶液发生水解而产生不溶性的氢氧化物， 水合氧化物或者盐类。然后将溶剂和溶液中原有的阴离子除去， 经热分解或者脱水后即可得到所需的产物。这种方法即为沉淀法。
在沉淀法中，匀相沉淀法是研究的比较多的一 种方法，不同于共沉淀法（含多种阳离子的溶液中 加入沉淀剂以后，所有的粒子完全沉淀）在匀相沉 淀法中，沉淀过程是平衡的，沉淀在整个溶液过程 中均匀的出现。这种方法可以达到颗粒粒径分布小 于5 %的纳米粒子。
干法制备纳米二氧化硅
干法工艺的原料一般采用卤硅烷、 氧(或空气)和氢, 在高温下反应制备纳米二氧化硅。以四氯化硅为例, 其 反应式为:
SiCl4+ (n+ 2)H2+ (n/2+ 1)O2→SiO2· nH2O + 4HCl 主要流程是 : 将上述硅化合物在空气和氢气中均匀混 合, 于高温下水解, 再通过旋风分离器, 分离出大的凝焦颗 粒, 最后脱酸制得气相SiO2, 其反应式为:
单分散二氧化硅微球的制备与表征_李滋
从图中可以看出，随着体系中 KCl 浓度的增加，微 球的粒径呈递增的趋势。但是当体系中 KCl 的浓度大于 5×10-3mol/L 时，微球的单分散性开始变差且有形成二 聚体的趋势。这可能是由于离子浓度过高导致粒子在成 核阶段发生团聚所引起的，所以所添加电解质的浓度应 严格控制在一定范围内来抑制二聚体的形成以及由此引 起的成球不均的现象。
较小。氨水浓度的提高促进了 TEOS 的水解和聚合反应， 从而产生更多的微核并促进发生缩聚反应，使生成的二 氧化硅微球粒径增大 [9]。而氨水浓度太小则会使得 TEOS 的水解速度缓慢，从而使得到的微球球形不规整，单分 散性较差。 2.2.2 TEOS 浓度的影响
保 持 其 他 条 件 不 变（NH3·H2O=1mol/L， T=30℃），TEOS 浓度的提高会促使形成粒径更大的二氧 化硅微球。这是因为，TEOS 浓度的提高一方面会加快水
2012 年 第 6 期
中国陶瓷
图 1 在不同氨水浓度下得到的 SiO2 微球的 TEM 图像 (a) 0.6 mol/L (b) 1.0 mol/L (c) 4.0 mol/L Fig.1 TEOS images of silica nanoparticles with different NH3·H2O concentration of (a) 0.6 mol/L (b) 1.0 mol/L (c) 4.0 mol/L
首先以 Stober 法为基础，考察了在氨水的催化下， 不同反应条件对二氧化硅微球粒径和单分散性的影响， 并探讨了相关的反应机理。然后在此条件下，向反应体 系中加入了氯化钾等电解质，制备出了单分散性较好的 大粒径（1 ～ 2μm）的二氧化硅微球并研究了相关反应 机理。
1 实验部分
收稿日期 ：2012-3-12 作者简介 ：李滋（1987-），女，硕士研究生，主要从事 荧光纳米二氧化硅材料的制备研究。 E-ma致 的 情 况 下（TEOS=0.2mol/L， NH3·H2O=1mol/L）， 随 着 温 度 的 升 高， 二 氧 化 硅 微 球 的粒径降低，但是微球也呈现一定的团聚趋势。分析原 因一方面可能是由于温度的升高促进了氨水的挥发从而
较小。氨水浓度的提高促进了 TEOS 的水解和聚合反应， 从而产生更多的微核并促进发生缩聚反应，使生成的二 氧化硅微球粒径增大 [9]。而氨水浓度太小则会使得 TEOS 的水解速度缓慢，从而使得到的微球球形不规整，单分 散性较差。 2.2.2 TEOS 浓度的影响
保 持 其 他 条 件 不 变（NH3·H2O=1mol/L， T=30℃），TEOS 浓度的提高会促使形成粒径更大的二氧 化硅微球。这是因为，TEOS 浓度的提高一方面会加快水
2012 年 第 6 期
中国陶瓷
图 1 在不同氨水浓度下得到的 SiO2 微球的 TEM 图像 (a) 0.6 mol/L (b) 1.0 mol/L (c) 4.0 mol/L Fig.1 TEOS images of silica nanoparticles with different NH3·H2O concentration of (a) 0.6 mol/L (b) 1.0 mol/L (c) 4.0 mol/L
首先以 Stober 法为基础，考察了在氨水的催化下， 不同反应条件对二氧化硅微球粒径和单分散性的影响， 并探讨了相关的反应机理。然后在此条件下，向反应体 系中加入了氯化钾等电解质，制备出了单分散性较好的 大粒径（1 ～ 2μm）的二氧化硅微球并研究了相关反应 机理。
1 实验部分
收稿日期 ：2012-3-12 作者简介 ：李滋（1987-），女，硕士研究生，主要从事 荧光纳米二氧化硅材料的制备研究。 E-ma致 的 情 况 下（TEOS=0.2mol/L， NH3·H2O=1mol/L）， 随 着 温 度 的 升 高， 二 氧 化 硅 微 球 的粒径降低，但是微球也呈现一定的团聚趋势。分析原 因一方面可能是由于温度的升高促进了氨水的挥发从而
粒径可控纳米二氧化硅微球的制备
粒径可控纳米二氧化硅微球的制备采用改进的Stober法，以正硅酸乙酯（TEOS）为硅源，乙醇为溶剂，氨水为催化剂制备出单分散性好、粒径大小可控的纳米二氧化硅颗粒，并通过单一因素法研究了搅拌速度、正硅酸乙酯、氨水及水的用量对颗粒粒径的影响。
利用扫描电镜（SEM）对微球的粒径和形貌进行了表征。
结果表明，随着搅拌速度、TEOS及氨水的用量增加，生成的SiO2微球粒径逐渐增大，随着二次水用量的增大微球粒径呈先增后减的趋势，并且在不加水或者氨水的用量小于2.5 mL时，生成的二氧化硅微球单分散性较差。
标签：二氧化硅（SiO2）；制备方法；Stober法；微球纳米SiO2因具有机械强度高、稳定性好、分散性好、比表面积大及光学性能良好等优点，在催化剂、涂料、塑料、橡胶、化妆品、半导体、胶体晶体[1～3]等行业有着广泛的应用和发展前景[4]。
其中，光子晶体因具有光学可调性和自表达特性而成为当今的研究热点之一，已被广泛应用于生物、医药等行业，而SiO2作为制备光子晶体的最佳材料之一受到人们的广泛关注[5]。
Asher[6]和Zhang[7]等人曾分别用单分散的SiO2通过组装制备出颜色鲜亮的三维光子晶体及将SiO2改性之后注射成单层的二维光子晶体用于制备生物传感器。
因此，制备出粒径可调、单分散特性的高质量SiO2微球成为研究的关键。
在SiO2微球的制备方法中，以Stober法[8]为基础的制备方法因工艺简单、成本低而受到人们的青睐。
本文采用Stober法，以无水乙醇为溶剂，考查了搅拌速度、TEOS、氨水及二次水用量等条件对SiO2微球粒径的影响，研究和探讨了在不同反应条件下的反应机理。
1 实验部分1.1 试剂及仪器JSM-6460型扫描电镜，日本电子株式会社；UV-3200S型紫外可见分光光度计，上海美普达仪器有限公司；KQ-250DE型超声清洗仪，昆山市超声仪器有限公司；800型离心机，上海手术器械厂；及一般的实验室仪器。
正硅酸乙酯水解制备二氧化硅纳米粉体的研究
正硅酸乙酯水解制备二氧化硅纳米粉体的研究一、引言正硅酸乙酯水解制备二氧化硅纳米粉体是当前材料科学领域研究的热点之一，它在生物医学、电子器件、化妆品等领域具有广泛的应用前景。
本文将从水解方法、制备工艺、性能表征，以及应用前景等方面展开探讨。
二、正硅酸乙酯水解制备二氧化硅纳米粉体的研究现状1. 水解方法目前，正硅酸乙酯水解制备二氧化硅纳米粉体的方法主要包括溶胶-凝胶法、微乳液法、凝胶法等。
这些方法各有优势，但也存在着一定的局限性，需要在实际应用中综合考虑选择。
2. 制备工艺在水解制备过程中，反应条件（温度、压力）、反应物浓度、溶剂选择等方面都会对最终产物的性能产生影响。
需要对制备工艺进行深入研究和优化，以获得高质量的二氧化硅纳米粉体。
3. 性能表征对制备得到的二氧化硅纳米粉体进行性能表征，主要包括粒径分布、比表面积、孔结构等。
这些性能参数直接影响着纳米粉体的应用性能，因此需要对其进行准确的表征和评估。
三、正硅酸乙酯水解制备二氧化硅纳米粉体的应用前景1. 在生物医学领域由于二氧化硅纳米粉体具有较大的比表面积和丰富的表面羟基，可以作为药物载体用于肿瘤治疗、基因传递等方面，受到了广泛关注。
2. 在电子器件领域二氧化硅纳米粉体可以作为电子器件的绝缘层或介质材料，其绝缘性能和介电性能对电子器件的性能起着重要作用。
3. 在化妆品领域由于二氧化硅纳米粉体具有良好的吸湿性和遮盖性，可以应用于化妆品中，如防晒霜、粉底等，具有广阔的市场前景。
四、总结与展望正硅酸乙酯水解制备二氧化硅纳米粉体具有重要的科学研究意义和应用价值。
在今后的研究中，需要进一步深入探讨水解制备机理、优化制备工艺，拓展纳米粉体的应用领域，为其在各个领域的应用提供更多可能性。
五、个人观点与理解正硅酸乙酯水解制备二氧化硅纳米粉体是我国材料科学领域的重要研究方向之一，我对其应用前景充满了信心。
我认为随着研究的深入，二氧化硅纳米粉体的性能将得到进一步提升，其应用领域也将不断拓展，为我国的材料科学技术发展注入新的动力。
水溶性高分子对二氧化硅微球粒径的控制
中 图分 类号 ：Ｑ１７２ Ｔ ２．
文献标识码 ： Ａ
文 章 编 号 ：０ ６ ４ ９ （０ ２ ０ － ０ １０ １０ —９ ０ ２ １ ）９ ０ ２ — ４
Ｓ ｚ ｏ ｒ ｌｏ ｔ ｒ ｓ ｌ ｌ ａｃ ｏ ｏ ｅ ｕｌ ｓｔ ｉ ｃ ｉｒ ｓ ｉ ｅｃ ｎｔ ｏ ｆｗａ ｅ ｏ ｕｂ ｅｍ ｒ ｍ ｌ ｃ ｅ ｏ ｓｌ ａ ｍ ｃ ｏ ｐｈｅ ｅ ｉ ｒｓ
ｓｓ Ｎ Ａ ） ａ ｄ ｓａ ｎｎ ｌｃｒｎ ｍｉｒｓｏ ｙ（ ＥＭ ）Ｒｅ ｕｔ ｈ ｗ ｄ ｔａ ｔｒｓｌｂｅｐ ｌｍｅｓｗｅｅｎ ｔｉ ｈ ｃｏ ｉ（ Ｔ ， ｎ ｃ ｎ ｉｇｅｅ ｔ ｃｏ ｃｐ Ｓ ｏ ． ｓ ｌ ｓ ｏ ｅ ｈ ｔｗａｅ ｏｕ ｌ ｏｙ ｒ ｒ ｏ ｎ ｔｅｍｉｒ — ｓ
物 聚 氧 化 乙 烯 氧 化 丙 烯 氧 化 乙 烯 Ｐ ２ 、１ 、１ ８Ｆ ２ ， 二 氧 化 硅 微球 成 分 和 尺 寸 的 影 响 ． 用 热 重 分 析 仪 、 １３ Ｐ ０ Ｆ ０ 、 １７ 对 ４ 并 纳 米 粒 度 分析 仪 及 扫描 电镜 等进 行 表 征 。结 果 表 明 ： 球 中 均 不 含 有 高 分 子 ， 高 分 子 的 加 入 影 响 了微 球 的 粒 径 和 粒 微 但
第４ ４卷 第 ９期
２１ ０ ２年 ９月
无 机 盐 工 业
Ｉ Ｎ０ＲＧＡＮＩ Ｃ ＣＨＥＭＩ ＣＡＬＳ Ｉ ＮＤＵＳ ＴＲＹ ２１
水 溶性 高分 子对 二氧化硅微球粒径 的控 制水
石 泉 ， 心领 ’崔 秀 国 封 ，
（． 京 化 工 大 学 材 料 科 学 与 工 程 学 院 ， 京 １０ ２ ； ． 京石 油化 工 学 院材 料 科 学 与 工程 系 ） １ 北 北 ０ ０ ９ ２北
利用正硅酸乙酯制备二氧化硅膜
个 不 同 的 注 入 点 ： 入 点 分 别 位 于 Ｓ 基 片 上 部 注 ｉ
１ ０ ｍｍ （ 一 １ ０ ｍｍ ） ５ ０ ０ 、 ０ ｍｍ （ 一 ５ ０ ｍｍ ） ２ 、Ｏ
常 有 效 地 用 于 ＳＯ。膜 的 制 备 ， 其 要 求 高 于 ｍｍ（ ２ ｉ 但 一 Ｏｍｍ） 当 ｄ一 １ ０ｍｍ 时 ， Ｅ Ｓ注 入 ． ０ Ｔ Ｏ １０ ０℃的坚 实 处理 ， 利 于光 波 导器 件 与其 它半 点位 于 等 离 子体 中 ， ０ 不 当 一 ５ 时 ， Ｅ Ｓ 的注 ０ｍｍ Ｔ Ｏ 入 点 位 于 等 离 子 体 球 底 部 ， ｄ一 ２ 当 ０ｍｍ 时 ， 其 显 著 的低 温 沉 积 的 特 点 而 在 ＳＯ。 的 制 备 方 ＴＥ Ｓ 的注 入 点远 离 等 离 子 体 ． 本 研 究 中基 片 ｉ 膜 Ｏ 在 面 日益受 到广 泛 的关 注［ ］ ３． 没 有采 用任 何 辅 助 加 热 方 式 ． 于部 分 样 品采 用 对 在 利 用 等 离 子 体 化 学 气 相 沉 积 法 制 备 ＳＯ。 ｉ 了 射 频 偏 压 ， 频 功 率 为 １ ０Ｗ ． 膜 沉 积 完 毕 射 ０ 待 子显 微镜 观 察膜 层 的断 面结 构 ． 膜 时常 以 ＳＨ 作 为原 料 ． ｉ 由于 ＳＨ 燃 易 爆 、 ｉ 易 剧 后 ， 利用 日本 电子 生产 的 Ｊ Ｍ 一５ １ Ｌ 型扫描 电 Ｓ ５０ Ｖ 导体 器 件 的集 成 ． 等 离 子 体 化 学 气 相 沉 积 法 因 而
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膜 的研 制Ｅ引 本 文 以正 硅酸 乙酯 （ ＯＳ 为原 料 ， ． ＴＥ ）
利 用 微 波 等 离 子 体 化 学 气 相 沉 积 法 低 温 制 备 了 ＳＯ。 ． ｉ 膜 通过 对 膜 的剖 面 结 构 观察 、 Ｏ ＴＥ Ｓ注 入 点
正硅酸乙酯水解制备单分散二氧化硅微粒的研究
正硅酸乙酯（TEOS）水解制备单分散二氧化硅（SiO2）微粒是一项具有重要研究价值和应用前景的课题。
本文将从深度和广度两个方面进行全面评估，以期撰写出一篇有价值的文章，帮助您更全面地理解该主题。
一、正硅酸乙酯水解制备单分散二氧化硅微粒的概念正硅酸乙酯（TEOS）水解制备单分散二氧化硅微粒是一种常见的制备方法，通过水解反应得到的二氧化硅微粒具有较小的粒径分布和均匀的形貌特征。
这种方法被广泛应用于制备催化剂、光学材料、生物医药等领域，具有重要的科学研究和工程应用意义。
二、深度探讨正硅酸乙酯水解制备单分散二氧化硅微粒的研究1. TEOS水解反应机理在TEOS水解反应中，TEOS分子中的硅-氧键被水分子水解，生成二氧化硅凝胶。
通过控制水解反应的条件和添加催化剂等方法，可以有效地控制产物的粒径和分布，实现单分散二氧化硅微粒的制备。
2. 影响因素分析水解反应的温度、酸碱性、水解速率和搅拌等因素对产物形貌和性能具有重要影响。
在研究中，需要全面考虑这些因素，并对其进行深入分析。
3. 表征技术和分析方法采用透射电子显微镜（TEM）、扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射（XRD）等表征技术和分析方法，可以对制备的二氧化硅微粒进行形貌、结构和物理化学性质的全面表征，为研究提供可靠的数据支持。
三、广度拓展正硅酸乙酯水解制备单分散二氧化硅微粒的研究1. 应用前景展望单分散二氧化硅微粒在催化剂制备、光学材料和生物医药领域具有广泛的应用前景，对其制备方法进行深入研究，可以为相关领域的应用提供重要的技术支撑。
2. 非均相催化剂制备通过调控TEOS水解反应条件和添加催化剂，可以制备具有特殊形貌和结构的二氧化硅微粒，为非均相催化剂的制备提供新的途径和思路。
3. 生物医药材料应用制备单分散二氧化硅微粒具有良好的生物相容性和药物载体性能，可用于药物控释、细胞成像等领域，具有重要的生物医药应用潜力。
四、总结与回顾从深度和广度两个方面全面探讨了正硅酸乙酯水解制备单分散二氧化硅微粒的研究，分析了其在催化剂制备、光学材料、生物医药领域的应用前景，希望能够为相关领域的研究和应用提供一些有益的参考和启发。
催化剂对正硅酸乙酯水解-聚合机理的影响
催化剂对正硅酸乙酯水解-聚合机理的影响正硅酸乙酯(PTEOS)是一种常见的有机硅化合物，具有广泛的应用前景。
然而，在PTEOS的水解-聚合过程中，产生的固化度低、成胶速度慢等问题一直限制着其应用范围。
因此，为了提高PTEOS的性能，研究其水解-聚合机理并探究催化剂对其影响尤为重要。
1. PTEOS水解-聚合机理PTEOS水解通常先产生硅醇，然后聚合形成线性或环状硅氧烷。
水解反应可以表示为：nSi(CH3)4O2 + 2nH2O → [SiO(CH3)2]n + 2nCH3OH聚合反应可以表示为：催化剂可以加速PTEOS的水解-聚合反应，提高固化度和成胶速度。
常见的催化剂有氢氧化钠、氢氧化铵、氯化钇等。
氢氧化钠作为碱性催化剂，可以促进PTEOS的水解反应，提高产物中硅醇的浓度，从而促进聚合反应。
氢氧化钠对PTEOS的水解产物具有很强的中和作用，可以抑制硅醇的自聚反应，预防产物形成三维硅氧烷网络结构，从而使得聚合物呈现出更优越的物理性能。
氢氧化铵作为酸性催化剂，可以促进PTEOS的聚合反应，使得产物成为具有较高固化度、粘着性和抗水性的高分子材料。
氢氧化铵可以将硅的氧化状态转变为较高的价态，加速硅氧键的形成。
氯化钇作为Lewis酸催化剂，可以促进PTEOS聚合反应，提高产物的固化度和耐热性。
氯化钇可以有效地吸附硅氧烷链之间的负离子，增加硅氧烷链的聚合性，同时可以加速硅氧烷链之间的交联反应，从而形成高强度的三维硅氧烷网络结构。
3. 结语催化剂在PTEOS水解-聚合过程中起着至关重要的作用，可以加速反应速率，提高产物性能，实现PTEOS的高效应用。
因此，在实际应用中，应根据具体情况选择适当的催化剂，以最大化其催化作用。
二氧化硅微球的制备
得到二氧化硅微球颗粒
改进的Stöber溶胶-凝胶法
实验过程：
将适量的醇、水和氨水依次加入烧杯中，室温 下用磁力搅拌器搅拌均匀，再将一定量的正硅酸乙 酯(TEOS)缓慢滴加到混合均匀的上述溶液中，滴加 完毕用聚乙烯薄膜密封烧杯口，约1～5min出现白色 沉淀，继续搅拌5h，使反应完全，再经一系列的后 处理(离心、洗涤、干燥)得到SiO2微球。
单分散二氧化硅微球的制备
主要内容
一、二氧化硅微球 二、二氧化硅微球的制备 三、溶胶-凝胶法制备二氧化硅微球
一、二氧化硅微球的性质
单分散微球是指不但组成、形状相同，而且粒子尺 寸较为均匀的微球。
微球（microsphere）分：纳米 微米
目前药剂学上关于微球粒径范围的定义一般为1500um，小的可以是几纳米，大的可达800um，其中粒 径小于500nm的，通常又称为纳米球（nanospheres） 或纳米粒（nanoparticles）,属于胶体范畴。
利用反胶束微乳液方法获得的纳米颗粒一般都很均匀，颗 粒的大小有水和表面修饰剂的比例来决定。
沉淀法
在含有一种或者多种粒子的可溶性盐溶液中加入沉淀剂，或 是通过升高溶液的温度使溶液发生水解而产生不溶性的氢氧化物， 水合氧化物或者盐类。然后将溶剂和溶液中原有的阴离子除去， 经热分解或者脱水后即可得到所需的产物。这种方法即为沉淀法。
纳米二氧化硅理化性质
① 为无定型白色粉末,是一种无毒、无味、无污染 的非金属材料。
② 微结构为球形, 呈絮状和网状的准颗粒结构。 ③ 具有对抗紫外线的光学性能; ④ 掺入材料中可提高材料的抗老化性和耐化学性; ⑤ 分散在材料中, 可提高材料的强度、 强性; ⑥ 还具有吸附色素离子、降低色素衰减的作用。
单因素对单分散二氧化硅微球制备的影响
单因素对单分散二氧化硅微球制备的影响
李朝毅;段涛;杨玉山
【期刊名称】《材料导报》
【年(卷),期】2009(023)00z
【摘要】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SiO2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SiO2的颗粒大小和形貌的影响.结果表明,正硅酸水解对醇溶剂是有选择性的,乙醇作为溶剂合成SiO2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SiO2微球的形成.水解温度升高,生成的颗粒粒径将运渐增大,最佳反应温度为常温25℃或恒温水浴25～35℃.
【总页数】4页(P151-153,164)
【作者】李朝毅;段涛;杨玉山
【作者单位】西南科技大学国防科技学院,绵阳621010;西南科技大学国防科技学院,绵阳621010;中国工程物理研究院激光聚变研究中心,绵阳621900;西南科技大学国防科技学院,绵阳621010
【正文语种】中文
【中图分类】TB34
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因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
利用正硅酸乙酯制备二氧化硅膜
利用正硅酸乙酯制备二氧化硅膜王涛;杨茂文;李艳琼;程莉莉;王升高;汪建华【期刊名称】《武汉工程大学学报》【年(卷),期】2007(029)002【摘要】以正硅酸乙酯为原料,利用微波等离子体化学气相沉积法在低温条件下在Si基片上制备了SiO2 膜,着重研究了正硅酸乙酯注入位置对SiO2膜结构的影响.实验表明,在利用等离子体化学气相沉积法制备SiO2膜时,表面反应是低温条件下获得高质量膜的重要条件之一;同时射频偏压的使用有利于提高膜的致密度.【总页数】3页(P51-53)【作者】王涛;杨茂文;李艳琼;程莉莉;王升高;汪建华【作者单位】湖北省等离子体化学与新材料重点实验室,湖北,武汉,430074;武汉健民药业集团股份有限公司,湖北,武汉,430000;湖北省等离子体化学与新材料重点实验室,湖北,武汉,430074;湖北省等离子体化学与新材料重点实验室,湖北,武汉,430074;湖北省等离子体化学与新材料重点实验室,湖北,武汉,430074;湖北省等离子体化学与新材料重点实验室,湖北,武汉,430074【正文语种】中文【中图分类】TN2【相关文献】1.单分散二氧化硅体系制备中正硅酸乙酯水解与成核及颗粒生长的关系 [J], 赵瑞玉;董鹏;梁文杰2.利用原位水热合成在二氧化硅陶瓷管上制备高性能的Silicalite-1分子筛膜 [J], 陈红亮;李砚硕;刘杰;杨维慎;林励吾3.正硅酸乙酯原位聚合改性淀粉膜的制备和性能 [J], 吴佳伟;常瑶;林群芳;周晓东4.单分散纳米二氧化硅的可控制备以及高浓度正硅酸乙酯条件下的反应机理 [J], 赵立强;南泉;金花子5.有机溶剂对正硅酸乙酯水解制备二氧化硅微球的影响 [J], 毛丹;姚建曦;王丹因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
单因素对单分散二氧化硅微球制备的影响
单因素对单分散二氧化硅微球制备的影响’
李朝毅１，段涛１’２，杨玉山１
（１西南科技大学国防科技学院，绵阳６２１０１０；２中国工程物理研究院激光聚变研究中心，绵阳６２１９００）
摘要 以氨水为催化荆、正硅酸乙酯为硅源、醇为溶剂，采用改进的溶胶一凝胶工艺制备单分散Ｓｉ０２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Ｓｉ０２的颗粒大小和形貌
ｉｓ ｒｏｏｍ ｔｅｒｎ－
ｐｅｒａｔｕｒｅ ２５℃ｏｒ ｃｏｎｓｔａｎｔ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｗａｔｅｒ ｂａｔｈ ２５～３５℃．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ ＳｉＣｈ，ｍｏｎｏｄｉｓｐｅｒｓｅ，ｓｐｈｅｒｅｓ，ｓｉｎｇｌｅ ｆａｃｔｏｒ
自从１９６８年Ｓｔｏｂｅｒ等［１］发明醇盐水解工艺制备Ｓｉ０２微球 以来，单分散Ｓｉ０２已成为学者研究最多的单分散体系。不仅因 为该方法所得的颗粒单分散性好、粒径可控，而且Ｓｉ０２表面硅 羟基非常适合作为改性的桥梁使之功能化。近年来，单分散 ＳｉＱ微球与苯乙烯（ＰＳ）、聚甲基丙烯酸甲酯（Ｐ＾ｎ压Ａ）聚合物微 球已成为自组装可见光、近红外波段三维完全带隙光子晶体常 用的重要基元［２］，并以此作为胶体模板合成三维有序微结构的 特殊功能材料［３］。目前，单分散微球已广泛应用于涂料基质、药 物载体［“、催化剂模板［５］、生物标记探针［６］等领域。
图３为样品１－１、２－１和３－１的扫描电镜照片。从图３中可 以看出，样品１—１团聚现象十分严重，且大部分为块状粉体；样 品２—１球形度较好，平均直径约为４００ｒｉｍ，但微球表面的光洁度 不好；样品３—１不但球形度好，而且粒径十分均匀、单分散性好， 直径约为２００ｈｍ，表明在配方和反应温度相同的条件下，分步滴 定与连续滴定可制备出球形度及单分散性好的ＳｉＯｅ微球，且分 步滴定制备的Ｓｉ０２微球在球形度、粒径分布、球体缺陷等方面 优于连续滴定法制备的ＳｉＱ微球。而采用传统溶胶一凝胶法制 备的Ｓｉ０２微球易团聚、单分散性差，表明将ＴＥＯＳ－ＣｔＨｓＯＨ母 体溶液添加到ＮＨａ—ＨｚＯ－Ｃ２Ｈ。ＯＨ母体溶液对所制备的ｓｉＱ 微球的直径、形貌和分散性等都有很大影响。但鉴于分步滴定 法反应控制相对复杂且连续滴定法制备的微球能满足组装光
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增刊ｌ毛丹等：有机溶剂对正硅酸乙醅水嘏制各二氧化硅微球的影响·１８ｌ·二氧化硅微球的形貌用场发射扫描电镜（ＦＥｓＥＭ，ＪｓＭ击７００）进行表征。
３结果与讨论３．１反应机理利用醇盐水解制备球形氧化物或氢氧化物颗粒是一种常用的方法。
在仅有水和醇溶剂存在下，硅醇盐的水解速率是比较缓慢的，因此一般都需要加入酸性或碱性的催化剂，前者有助于凝胶结构的形成，后者可以得到的二氧化硅微球嘲。
制备的二氧化硅微球是用氨水作催化剂，将正硅酸乙酯加入到水的醇溶液中发生永解一缩聚反应得到的，化学反应方程式如下：ｓｉ（ｏｑ目～“屿０４岬蛾“ｑ坞伽ｒ严严ＰＨ一薯”１”Ｅ“一一ｒ”ｒ“‘”严严＊严严”ＨＰｒｏＨ＋鲫一芦ｒ∞珥々一Ｈ旷扩卜ｒｏ晒＋ｃ趣棚确ｏｃ２％衄ｏｑ№第１步正硅酸乙酯水解形成羟基化的产物和相应的醇；第２步硅酸之间或硅酸与正硅酸乙酯之间发生缩合反应。
由于在碱催化系统中水解速率大于缩聚速率且ＴＥＯｓ水解较完全，因此可认为缩聚是在水解基本完全的条件下在多维方向上进行的，形成一种短链交联结构，这种结构的碰撞、缩聚、生长使短链间交联不断加强，最终形成球形颗粒【”。
微球具体的形成过程如下：首先反应物分子冲破溶剂层互相碰撞、水解生成微核，剩余的反应物就会扩散到微核表面沉积、生长，逐渐形成微球，而由于这种微核是不稳定的，他们之间还会发生相互的碰撞结合成更大的新核，反应物也会在这些新核表面沉积生长形成微球嗍。
３．２不同直链一元醇溶剂对二氧化硅微球粒径的影响保持其它反应条件不变，分别采用甲醇、乙醇、正丙酵、正丁醇为溶剂来制各二氧化硅微球。
产物的ＦＥｓＥＭ照片如图ｌ所示。
可以看出二氧化硅微球的粒径、均匀性随溶剂的不同发生显著变化：随着醇碳链的增长，微球的粒径明显变大，但粒径分布越来越宽。
对微球的平均粒径和粒径范围进行了统计分析，其与醇溶剂分子量的关系曲线如图２所示。
表１列出了以上４种一元醇的部分物性参数以及用他们作溶剂得到的二氧化硅微球的平均粒径和最小、最大粒径的数据。
可咀看到随着醇碳链的增长，醇分子量增大，粘度也增大。
反应物水和溶剂醇之间存在着分子问氢键作用，水实际是处于溶剂分子包围之中的。
在粘度较小的体系圈１不同直链一元醇溶剂的二氧化硅微球ＦＥｓＥＭ照片ＦｉｇｒＩＦＥＳＥＭｉｍａｇｅｓｏｆ５ｉｌｉ％ｍｉｃｒｏｓｐｈｃｆｅｓｐｒｅｐａｆｅｄｉｎｄｉｆ倚∞ｎｔｓｏｌｖ们ｔｓ：（ａ）ｍｅｔｈ蛐ｏｌ，（ｂ）ｅｔｈａｎｏｌ，（ｃ）ｌ—ｐｒｏｐｍｏｌ，ａｎｄ∽Ⅱ－ｂｕｔａｎｏｌ删ｇ。
ｍｌ“图２不同直链一元醇溶剂制备的二氧化硅微球的粒径分布与溶剂分子量关系图Ｆｉｇ．２ｎｅｃｕｒｖｅＯｆ聆ｌａｔｉ姐ｓｂｅｔｗｅ蚰ｐａｒｔｉｃｌｅｓｉ踮ｄｉＢｔｒｉｂｕｔｉＯｎｏｆ蛐ｉｃａｍｉｃ∞ｓｐｈｅ”ｓ蛐ｄｍｏｌｅｃｕＪ盯ｗｅｉｇｈｔｏｆｓｏｌｖ朋ｔｓ囊ｌ不同直链一元醇溶剂的物性参数及所制备的二氯化硅微球粒径Ｔ曲Ｉｅｌｎｅｐｈｙ耐ｃｍｃｈｅ叫ｃｍｐ＿ｎⅢｅ把ｒｏｆｍｆｆｅｒｅｍ＿ｏＩｖｅ岫＿ｎｄ曲ｅｐａｎ量ｃｋｓｉｚｅ山日ｔ—ｂｕｎｏｎｏｆｏ啦＿ｍｉｃｒ州巾ｈｅｒ器Ｎｏ．ｓｏｌｖｅｎｔＭｇ‘ｍｏｌｌ∥ｍＰａ‘８ｄｍｍ矗，ｎ，ｎｍ矗“，ｎｍａＭｅｔｈａｎｏＩ３２．Ｄ４Ｏ。
５８１２０ｌＯＯ１５０ｂＥｔｈ蚰０１４６．０７１．１５１７０１１０２００ｃ１．ＰｒｏＤ加Ｏｌ６０，０９２．２０５２０２９０８１０ｄｎ—ＢｕＩａｎＯｌ７４．１２２．９７１１４０６２０２１４０中，当ＴＥＯＳ滴加到水的醇溶液里，反应物分子的扩散速率大，成核速率快，瞬间形成大量核，用于核后续生长反应物相对较少．故而最后得到的微球粒径较小。
在粘度较大的体系中，反应物分子扩散速率小，成核速率慢，形成的初始核较少，体系中剩余较多的反应物会逐渐沉积到核表面生长，同时由于体系粘度大，反应物扩散过程中遇到的阻力大，造成了各个核周围浓度·１８２－稀有金属材料与工程第３６卷分布不均匀，最后得到粒径大，但尺寸分布宽的微球。
３．３直链与支链一元醇溶剂对二氧化硅微球粒径的影响分别采用正丙醇和异丙醇作溶剂制各二氧化硅微球，产物的ＦＥｓＥＭ照片如图３所示。
发现虽然这２个同分异构体的各物性参数都相近，但由于羟基位置不同，最后得到微球的平均粒径存在明显差异，正丙醇作溶剂时为５２０ｎｍ，而异丙醇为３００ｎｍ。
图３正丙醇（ｎ）和异丙醇（ｂ）作溶剂制各的二氧化硅微球ＦＥｓＥＭ照片Ｆｉｇ．３ＦＥｓＥＭｉ廿１ａｇｅｓｏｆ８ｉｌｉｃａｍｉｃｒｏ印ｈｅ坤ｓｉｎｓｏｌｖｅⅡｔｏｆ（时ｌ—ｐｒｏＰ加ｏｌ如ｄ（”ｉ－ｐｍｐａｎｏｌ２种溶剂的分子量相等，粘度值相近，体系的初始反应环境相似．因此ＴＥＯｓ加入后水解产生的初始微核数差别不大。
而异丙醇的羟基位于中闻碳原子上，分子柔顺性不如正丙醇，空间尺寸比正丙醇大，因此微核相互碰撞结合成新核的过程中，在异丙醇溶剂体系中受到的空间阻碍大，较大新核的生成概率低，故而微球粒径小。
３．４多元醇溶剂对二氧化硅形貌的影响尝试采用了多元醇如乙二醇、ｌ，２一丙二醇、ｌ，４．丁二醇、丙三醇作溶剂制备二氧化硅微球。
从ＦＥｓＥＭ照片观察（图４），除ｌ，４．丁二醇得到了微球，在其它多元醇体系中生成的均是不规则形状的团聚。
对各种醇的物性数据进行了比较（表２），发现除表面张力外，从其它物性数据得到的理论推断都与这一实验现像不相符。
而形成分散性微球的单元醇和ｌ，４一丁二醇溶剂的表面张力介于２０～３０ｍＮ／ｍ之间，形成不规则团聚的多元醇溶剂的表面张力均在５０ｍＮ／ｍ以上。
因此推测溶剂的表面张力可能是决定在该介质中能否形成分散性好的微球的重要因素。
图４ｌ，４一丁二醇（ａ）和乙二醇（ｂ）作溶剂制各的二氧化硅的ＦＥｓＥＭ照片Ｆｉｇ｜４ＦＥｓＥＭｉｍａ辨ｓｏｆＢｉＩｉｃａｍｉｃｆｏｓｐｈｃ托ｓｉｎ８０ｌｗｌｌｔｏｆ（ａ）ｌ小ｂｕ怔Ｉｌｅｄｉｏｌａｎｄ（ｂ）ｇＩｙｃｏｌ裹２各种醇溶剂的物性参数及所制备的二氧化硅的彤态Ｔ蝴ｅ２Ｔｈｐ时ｓ‘￡ｉｌｃｈｅｍｔｃａｌｐ＂ａｍｅｌｅｒｏｆｄｉ舶啪ｔｓｏ慨ｎ拄ａｎｄｔｈｅｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙｏｆｐ阳ｃｎｃｂｓｏｌｖｅｎｔＭｇｍｏｌ“∥ｍＰａ’ｓⅣｍＮ’ｍＭｏｐｈｏｌｏｇｙＭｅｔｌｌ蛐ｏｌ３２．０４０．５８２２．０７Ｅｔｈ蜘Ｏｌ４６．０７１．１５２４．１ｌ。
三：兰＝．然蒙骝Ｍ—ｃｒｏ咖ｎｉｓｏ—ＰｒｏＤⅧｌ６００９２，３ｌ２ｌ３２‘ｎ－Ｂｕ协ｎｏｌ７４１２２９７２５．３９１．４一Ｂｕｔ柏ｅｄｉｏＪ９０．１２５３．６２９．１６溶剂表面张力小，溶液扩散性好，分子运动碰撞机会大。
前面提到了微球的形成正是由于反应物的扩散、反应成核，进而在核上沉积、生长形成的。
如果体系的表面张力过大，反应物的扩散、碰撞就会受到严重阻碍，故而只能得到微小颗粒的团聚体。
３．５利用乙醇／异丙醇混台溶剂调控二氧化硅微球的粒径为实现对微球粒径的可控调节，尝试采用２种不同的醇作混合溶剂。
图５是乙醇和异丙醇以不同体积比混合制各二氧化硅微球的部分ＦＥｓＥＭ照片。
图５以不同体积比混合的异丙醇和乙醇混合溶剂制各的二氧化硅微球的ＦＥｓＥＭ照片Ｆｉｇ．５ＦＥｓＥＭｉｍａｇｅｓｏｆｓｉｌｉｃａｍｉｃｒｏ印ｈｅ坞日ｉＤｍｉｘｅｄ帅ｉｖｅｍｓｏｆＥｔｈａｎｏｌ＋ｉｓｏ．Ｐｒｏｐ蛐０１ｉ∞．Ｐｒ叩蚰ｏＩ，Ｅｔｌｌ明ｏｌ（ｖｏｌｕｍｅＴ娟ｏ）：（ａ）ｌ：１ｏ，Ｃｂ）Ｉ：Ｉ，如ｄ（ｃ）ｌＯ：ｌ有机溶剂对正硅酸乙酯水解制备二氧化硅微球的影响作者：毛丹， 姚建曦， 王丹， Mao Dan， Yao Jianxi， Wang Dan作者单位：毛丹,Mao Dan(中国科学院过程工程研究所,北京,100080;中国科学院研究生院,北京,100049)， 姚建曦,王丹,Yao Jianxi,Wang Dan(中国科学院过程工程研究所,北京,100080)刊名：稀有金属材料与工程英文刊名：RARE METAL MATERIALS AND ENGINEERING年，卷(期)：2007,36(z1)被引用次数：3次参考文献(8条)1.Basudeb Karmakar;Goutam De;Dibyendu Ganguli查看详情 20002.Claesson E M;Philipse.A P查看详情 20053.Wei Wang;Baohua Gu;Liyuan Liang查看详情 20034.Werner St(o)ber;Arthur Fink;Ernst Bohn查看详情[外文期刊] 19685.Zerda T W;Hoang G查看详情 19906.Masih Darbandi;Ralf Thomann;Thomas Nann查看详情 20057.赵丽;余家国;程蓓查看详情 2003(04)8.陈胜利;董鹏;杨光华查看详情 1998(03)本文读者也读过(8条)1.刘玲.徐强.王富耻.李涛.Liu Ling.Xu Qiang.Wang Fuchi.Li Tao反应介质对单分散二氧化硅微球的影响[期刊论文]-稀有金属材料与工程2009,38(z2)2.霍玉秋.翟玉春.童华南3种共溶剂对正硅酸乙酯水解的影响[期刊论文]-东北大学学报(自然科学版)2004,25(2)3.苏雅丽.方大庆.张东亚正硅酸乙酯水解若干问题的探讨[会议论文]-20084.段涛.彭同江.马国华.DUAN Tao.PENG Tong-jiang.MA Guo-hua二氧化硅微球的制备与形成机理[期刊论文]-中国粉体技术2007,13(3)5.顾宇辉.古宏晨.徐宏.韩哲文正硅酸乙酯水解过程的半经验量子化学研究[期刊论文]-无机化学学报2003,19(12)6.隋学叶.刘世权.程新.SUI Xue-ye.LIU Shi-quan.CHENG Xin正硅酸乙酯的水解缩聚反应及多孔SiO2粉体的制备[期刊论文]-中国粉体技术2006,12(3)7.陈同来.陈铮催化方式和水硅比对正硅酸乙酯的溶胶凝胶过程的影响[期刊论文]-华东船舶工业学院学报(自然科学版)2003,17(3)8.余政炎.黄宏伟.Yu Zhengyan.Huang Hongwei正硅酸乙酯的水解缩聚反应及其应用[期刊论文]-杭州化工2009,39(1)引证文献(3条)1.聂鲁美.张俊计.陈积世.吴秀娟.赵景训单分散二氧化硅微球的制备及反应机理[期刊论文]-陶瓷学报 2010(1)2.张卫红.范晓东.范伟伟.田威Pickering乳液聚合制备中空聚苯乙烯复合微球[期刊论文]-功能材料 2010(4)3.高爱环.皮丕辉.文秀芳.程江.杨卓如铝颜料表面防腐研究进展[期刊论文]-化工进展 2009(3)本文链接：/Periodical_xyjsclygc2007z1054.aspx。