实验方案

正硅酸乙酯制备硅溶胶原理 水解反应

(C2H5O) 3Si —OC2H5 + H2O——(C2H5O) 3Si —OH + C2H5OH 失水缩聚:

(C2H5O) 3Si —OH + HO —Si (OC2H5) 3————(C2H5O) 3Si —O —Si (OC2H5) 3 + H2O 失醇缩聚:

(C2H5O) 3Si —OC2H5 + HO —Si (OC2H5) 3————(C2H5O) 3Si —O —Si (OC2H5) 3 + C2H5OH 加入乙醇的目的是:

正硅酸乙酯在水中的溶解度非常小,但能溶于乙醇中,因此用乙醇作溶剂,形成三元互溶体系,以有利于水解和缩聚反应的进行。

硅溶胶的制备 实验材料

正硅酸乙酯，去离子水，无水乙醇（溶剂），催化剂（盐酸，氨水）。 实验仪器

电磁搅拌器，酸度计，烧杯，量筒，锥形瓶（待定） 实验步骤 配方

药品 用量比 正硅酸乙酯 1 无水乙醇 13.6 水 10

盐酸（或醋酸） 调解ph在1.5~1.8 原料摩尔配比 TEOS:EtOH：H2O：HCL(0.1M) =1:3.8:6.4:0.085 步骤（有待改进）：

1. 向圆底烧瓶中加入乙醇和水，

2. 然后滴加一定量的正硅酸四乙酯,搅拌90 min

1 硅溶胶的性质

硅溶胶外观为乳白色半透明的胶体溶液, 多呈稳定的碱性, 少数呈酸性。硅溶胶中SiO 2 的浓度一般为10%～ 35% , 浓度高时可达50%。硅溶胶粒子比表面积为50～ 400 m 2?g , 粒径范围一般在5～ 100nm , 即处于纳米尺度, 与一般粒径为0. 1～ 10 Lm 的乳液相比, 其颗粒要小得多。硅溶胶的胶团结构用以下化学式表示

{[SiO 2 ]m nSiO 2- 2 (n- x )H+ }2x - ·2xN a+ , 胶核 吸附层 扩散层 胶粒 (反离子) 胶团 m , n 很大, 且m《n。 硅溶胶具有如下特点:

1) 硅溶胶是低粘度的胶体溶液, 分散性好, 可充分浸入充填到固体物, 特别是多孔性物质中, 并使其表面平滑;

2) 硅溶胶具有良好的粘接性, 通过干燥或烧结,可形成坚固的膜, 不仅成膜温度较低, 而且一旦成膜就不会再溶解在水中和变质;

3) 硅溶胶粒子表面的硅醇羟基和吸附水可提高润湿性, 通过金属离子取代硅溶胶中的部分硅原子可控制硅溶胶的带电性;

4) 硅溶胶具有优良的反应性, 并能在均相进行,通过与有机树脂的均匀混合, 可改进其机械、光学及电性能。

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