Neutral kolloidal kiseldioxid, även känd som kiseldioxidsol, syntetiseras vanligtvis genom en kontrollerad kemisk process som kallas Stöber-metoden. Här är en allmän översikt över syntesprocessen:

Utgångsmaterial: De primära råvarorna för att syntetisera neutral kolloidal kiseldioxid är kiselföreningar, vanligtvis natriumsilikat (Na2SiO3) eller tetraetylortosilikat (TEOS). Dessa kiselföreningar tjänar som källan för kiseldioxid i den slutliga kolloidala lösningen.

Alkalisk miljö: Syntesen utförs vanligtvis i en alkalisk miljö för att underlätta hydrolys- och kondensationsreaktionerna som är nödvändiga för bildning av kiseldioxidpartiklar. Natriumhydroxid (NaOH) eller ammoniak (NH3) används vanligtvis för att justera lösningens pH till alkaliska förhållanden.

Hydrolys och kondensation: Kiselföreningen hydrolyseras i närvaro av vatten, vilket resulterar i bildandet av silanolgrupper (Si-OH) på ytan av kiseldioxidpartiklar. Dessa silanolgrupper genomgår sedan kondensationsreaktioner, där intilliggande silanolgrupper kombineras för att bilda siloxanbindningar (Si-O-Si), vilket leder till tillväxten av silikananopartiklar.

Kontrollerad tillväxt: Tillväxten av kiseldioxidnanopartiklar kontrolleras noggrant genom att justera reaktionsparametrar som temperatur, pH och koncentrationen av reaktanter. Denna kontroll möjliggör syntes av kolloidala kiseldioxidpartiklar med önskade storlekar och egenskaper.

Stabilisering: Stabiliseringsmedel, såsom elektrolyter eller ytaktiva ämnen, kan tillsättas till lösningen för att förhindra partikelaggregation och säkerställa stabiliteten hos den kolloidala dispersionen. Dessa stabilisatorer hjälper till att upprätthålla den kolloidala naturen hos kiseldioxidsolen och förhindrar bildandet av större aggregat eller geler.

Rening: Efter syntes kan den kolloidala kiseldioxidlösningen genomgå reningssteg för att avlägsna föroreningar och överskott av reaktanter. Vanliga reningstekniker inkluderar filtrering, centrifugering eller dialys för att erhålla en ren och homogen kolloidal dispersion.

Karakterisering: Den syntetiserade neutrala kolloidal kiseldioxid kännetecknas av att använda olika analytiska tekniker för att bestämma nyckelegenskaper såsom partikelstorlek, partikelstorleksfördelning, ytladdning (zetapotential) och stabilitet. Karakterisering säkerställer att den kolloidala kiseldioxiden uppfyller de önskade specifikationerna för specifika applikationer.

Sammantaget involverar syntesen av neutral kolloidal kiseldioxid noggrant kontrollerade kemiska reaktioner under alkaliska förhållanden för att producera stabila kolloidala dispersioner av kiseldioxidnanopartiklar. Detta mångsidiga material kan användas i ett brett spektrum av industrier, inklusive beläggningar, lim, keramik och elektronik, på grund av dess unika egenskaper och funktionalitet.