硅溶胶改性及其应用研究进展

二氧化硅在自然界中通常为晶态,而以溶胶-凝胶、水热、模板剂等方法人工合成的二氧化硅纳米颗粒(SiO₂ NPs)通常为无定形态。无定形SiO₂ NPs广泛应用于航空航天、催化剂载体、靶向送药等众多高端领域。生产SiO₂ NPs的方法有很多,但制备结构、形貌简单的SiO₂ NPs的主要方式为离子交换法、硅醇盐水解法、单质硅粉水解法,这些方法可制备粒径在10～800 nm的单分散SiO₂ NPs,同时可根据生产条件控制粒子的单分散性与粒径大小。寻找一种成本低廉且成品单分散性好、粒径可控的生产方法成为目前研究的热点。本文简介了SiO₂ NPs的结构形貌、基础性质、生产方法和最佳合成条件,总结了各方法的优缺点与适用领域。随后介绍了近年来SiO₂ NPs的改性研究与应用,最后在此基础上展望了合成硅溶胶存在的挑战与未来需解决的问题。