PDF《二氧化硅粒径对酸性硅溶胶稳定性的影响》

32 份各

200 mL , 分别置于

500 mL 塑料烧杯 中, 密封后一同置于

100 ° C 的恒温烘箱中, 记下各 自的凝胶时间, 以小时记(下同). 然后将各粒径下硅 溶胶的凝胶时间对 pH 作图, 如图

1 (a). (3) 分别取平均粒径为 5.

4、 7.

8、 10.

5、 15.

0、 20.

4、 25.

0 nm 的酸性硅溶胶 (w Si O

2 = 0. 30, pH = 2) 共计

6 份各

200 mL , 分别置于

500 mL 塑料烧杯 中, 密封后置于

100 ° C 恒温烘箱中, 记下各自的凝 胶时间.然后将疑胶时间对粒径作图, 如图

1 (b). 图1粒径(d ) 对酸性硅溶胶稳定性的影响 F ig.

1 The effect of diam eter (d ) on stability of acidic silica so l (4) 分别取平均粒径为 5.

4、 10.

5、 20.

4 nm , pH 均为

2 的酸性硅溶胶各

6 份(每份

200 mL ) 共计

18 份分别置于

500 mL 塑料烧杯中, 以相同粒径的硅 溶胶为一组, 在6个烧杯中加入N aC l, 使盐浓度分 别为 0, 0.

001、 0.

005、 0.

01、 0.

05、 0.

1 mo l L.搅拌 均匀使盐溶解后一同置于

100 ° C 恒温烘箱中, 记下 各自的凝胶时间.然后将各粒径下硅溶胶的凝胶时 间对盐浓度作曲线, 如图 2. (5) 分别取平均粒径为 5.

4、 10.

5、 20.

4、 25.

0 nm , pH 值为 2,w Si O

2 = 0.

1 ~ 0.

45 的硅溶胶数份, 在25 ° C 测出各自的粘度. 将各粒径下的硅溶胶的粘度 对浓度作图, 如图 3.文中所涉及的硅溶胶浓度均指 硅溶胶中二氧化硅的浓度. 图2盐浓度对酸性硅溶胶稳定性的影响 F ig.

2 The effect of salt concentration on the stability of acidic silica so l 图3二氧化硅浓度对硅溶胶粘度的影响 F ig.

3 The effect of concentration of silicon dioxide on visco sity of silica so l

3 4

6 第6期许念强等: 二氧化硅粒径对酸性硅溶胶稳定性的影响

2 结果与讨论 2.

1 影响硅溶胶稳定性的几种因素 从图

1 (a) 可以看出, pH <

2.

0 的区域内, 溶胶 稳定性随 pH 的升高略有上升;

在2<

pH <

4, 酸性 硅溶胶具有一个较为宽阔的亚稳定区域;

pH 在5~6时, 硅溶胶的稳定性迅速下降.资料研究表明[5 ] , 该区域是溶胶的零电点所在, 按照胶体化学溶胶双 电层稳定理论, 该区域内胶粒带电荷总数为零, 该范 围内的溶胶极不稳定. 在跃过零电点后, 胶体表面又 重新负上了电荷, 因而又重新获得了高的稳定性. 同 时从该图可以看出, 不同粒径下酸性硅溶胶的稳定 性相差很大, 而且随pH 的变化趋势也不一样.具有 较大粒径的硅溶胶, 稳定性相对很高, 但同时受体系 pH 的影响也较为明显.在图上表现为大粒径硅溶 胶的亚稳区域相对较窄, 各点斜率绝对值相对较高;

而小粒径的酸性硅溶胶虽然其稳定性受pH 变化的 影响较小, 但其稳定性明显偏低. 从图

1 (b) 可以看出, 一定浓度酸性硅溶胶的稳 定性与二氧化硅粒径大小的关系呈现明显的斜 S 形.在小粒径下, 硅溶胶的稳定性相对很低, 而随着 粒径的增加, 稳定性迅速增强, 在粒径为

10 ~

20 nm 时, 硅溶胶稳定性近似与粒径大小成正比. 资料研究表明, 电解质盐浓度对酸性硅溶胶的 稳定性有较大的影响[1 ~

2 ] .但从图

2 可以看出, 只有 当二氧化硅粒子的粒径处于相对较低时, 硅溶胶的 稳定性才受到电解质盐浓度较大的影响, 当二氧化 硅粒径增大时, 电解质盐浓度对硅溶胶的稳定性影 响就比较微弱, 即使在 0.