气相二氧化硅是各行业常见的化学用品,常用作添加剂、催化剂载体,具有表面吸附力强,表面能大,化学纯度高、分散性能好、热阻、电阻等方面具有特异的性能。下面就来了解一下气相二氧化硅的性质和制作方法:
气相法制备纳米二氧化硅所用的原材料主要是可挥发性、可水解性的有机硅烷,其中最为常见的是卤硅烷如四氯化硅、甲基三氯硅烷等。在二十世纪六十至七十年代,气相二氧化硅的制备主要是以四氯化硅为原料,随着有机硅单体工业的发展,其副产物甲基三氯硅烷等的出路问题成了束缚其发展的瓶颈,因此以甲基三氯硅烷为原料制备气相二氧化硅逐渐成为主流。
气相二氧化硅通过卤硅烷在氢氧焰中高温水解缩聚而生成二氧化硅粒子,然后骤冷,颗粒经过骤聚、气固分离、脱酸等后处理工艺而获得产品。气相二氧化硅的分子式是SiO2,但事实上它是由硅原子和邻近的四个氧原子直接构成 共价单键,因而每个原子都符合八隅规则,由于电子对占据的位置尽可能互相远离,它们是按照四面体结构排列的。气相二氧化硅的原生粒子是极细小的,其粒径数量级仅为十亿分之一米。通过TEM可以观察到气相二氧化硅是由很多几乎是球状的原生粒子构成的,原生粒子之间形成松散的网状结构,同一种型号的气相二氧化硅原生粒子的粒径大小不会完全相同,气相二氧化硅的原生粒子的粒径平均范围在7到40nm之间。
气相二氧化硅无结晶质的存在,是无定形态。由于卤硅烷在水解之后的缩聚是不完全的,因此还残留有许多硅羟基(Si— OH)在二氧化硅表面以聚集体内部,此外在气相二氧化硅表面还有硅氧基,这就使得气相二氧化硅表面呈现较强的极性。气相二氧化硅表面的硅羟基可以分为孤立羟基、邻位羟基和双重羟基,一般以孤立和相邻羟基为主。