二氧化硅微球的制备..[2]000

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二氧化硅微球的制备及其单层自组装工艺研究

ｓｉｌｉｃａｍｉｃｒｏｓｐｈｅｒｅｓｂｙｓｐｉｎｃｏａｔｉｎｇｍｅｔｈｏｄｈａｄａｓｉｎｇｌｅ — ｌａｙｅｒａｎｄａｂｅｔｔｅｒｄｅｎｓｅｓｔｒｕｃｕｒｔｅ．
ｏｆｓｉｌｉｃａｍｉｃｒｏｓｐｈｅｒｅｓ．Ｔｈｅｐａｒｔｉｃｌｅｓｉｚｅｏｆｓｉｌｉｃａｍｉｃｒｏｓｐｈｅｒｅｓｈａｄｂｅｅｎｓｔｕｄｉｅｄｂｙｌａｓｅｒｐａｒｔｉｃｌｅｓｉｚｅａｎａｌｙｚｅｒ，ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙｏｆｓａｍｐｌｅｓｈａｄｂｅｅｎｓｔｕｄｉｅｄｂｙｓｃａｎｎｉｎｇｅｌｃｃｔｔ ‘ ｏｎｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ．Ａｎｄｓｉｌｉｃａｍｉｃｒｏｓｐｈｅｒｅｓｈａｄｂｅｅｎｓｅｌｆ－ａｓｓｅｍｂｌｅｄｔｈｒｏｕｇｈｉｍｐｒｅｇｎａｔｉｎｇｐｕｌｌｉｎｇｍｅｔｈｏｄ，ｖｅｒｔｉｃａｌｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄ，ｓｐｉｎｃｏａｔｉｎｇｍｅｔｈｏｄ，ｗｈｉｃｈｈａｄｂｅｅｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｅｄｂｙｓｃａｎｎｉｎｇｅｌｅｃｔｒｏｎｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ．Ｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅｐｒｅｐａｒｅｄｓｉｌｉｃａｍｉｃｒｏｓｐｈｅｒｅｓｈａｄａｇｏｏｄｍｏｎｏｄｉｓｐｅｒｓｉｔｙａｎｄｔｈｅｓｅｌｆ－ａｓｓｅｍｂｌｅｄ

二氧化硅微球的制备与形成机理

颗综粒制述备
二氧化硅微球的制备与形成机理
段涛，彭同江，马国华
（西南科技大学矿物材料及应用研究所，四川绵阳６２１０１０）
摘要：在酯－醇－水－碱体系中以正硅酸乙酯为硅源、氨水为催化剂、
乙醇为溶剂，采用改进的溶胶－凝胶法合成了二氧化硅球形颗粒。采用
红外光谱、ＢＥＴ吸附曲线、扫描电镜等手段重点研究了正硅酸乙酯加
乙醇、氨水、蒸馏水
磁力搅拌、特定温度
离心、洗涤
二氧化硅微球
图２连续滴定法制备ＳｉＯ２微球的实验流程Ｆｉｇ．２ＰｒｏｃｅｓｓｏｆＳｉＯ２ｓｙｎｔｈｅｓｉｓｂｙＴＥＯＳｄｒｏｐｐｉｎｇｉｎｓｕｃｃｅｓｓｉｏｎ
正硅酸乙酯
定温度
离心洗涤
胶体自组装技术是近年来制备近红外可见光波段三维光子晶体的有效途径：二氧化硅与聚苯乙烯、
收稿日期：２００６－１０－１７，修回日期：２００６－１２－１６。第一作者简介：段涛（１９７７－），男，硕士研究生。电话：１３３３０８９９０９１，Ｅ－ｍａｉｌ：ｄｕａｎｔａｏ＠ｓｗｕｓｔ．ｅｄｕ．ｃｎ。
聚甲基丙烯酸甲酯等胶体微球是组装三维完全带隙光子晶体的重要基元。作为密堆积结构基元之一的二氧化硅微球必须具备单分散、窄分布与高球形度。因此，制备高质量的二氧化硅球形颗粒是组装反欧泊结构光子晶体的前提［１］。自１９６８年ＳＴＯＢＥＲ等［２］发明醇盐水解工艺制备ＳｉＯ２微球以来，学者们不断地改进和完善ＳＴＯＢＥＲ－ＦＲＩＮＫ方法。祝民权［３］提出ＳｉＯ２微球的多步生长制备方法，获得高圆度、单分散并适用于光子晶体自组装的亚微米ＳｉＯ２微球。温度、浓度、各反应物的比值等诸多因素影响着ＳｉＯ２球形颗粒单分散、球形度、粒径大小与偏差［４，５］，曹维孝等［６］通过调节ＴＥＯＳ／水／氨水间的比例，得到不同粒径（３５～７５０ｎｍ）、单分散性的ＳｉＯ２胶体颗粒。

二氧化硅微球的制备的原理

二氧化硅微球的制备的原理二氧化硅微球是一种由纳米材料组成的微小颗粒，具有广泛的应用领域，如催化剂、药物传输、涂层材料等。

其制备原理主要包括溶胶-凝胶法、微乳液法和自组装法等。

溶胶-凝胶法是一种常用的制备二氧化硅微球的方法。

其基本步骤是首先溶化硅原料，如硅酸乙酯，得到硅溶胶。

随后，在适当的溶剂（如乙醇）中，添加催化剂（如氨水）和稳定剂（如聚乙二醇），将硅溶胶转化为凝胶。

在凝胶形成后，通过超声处理、离心等工艺，得到粉末形状的二氧化硅凝胶。

最后，通过高温煅烧，使凝胶转化为稳定的二氧化硅微球。

微乳液法是一种基于液-液界面活性剂的制备方法。

首先，将表面活性剂（如辛基磺酸钠）和溶剂（如水和石油醚）混合，形成均匀的微乳液系统。

随后，将含有硅源的溶液缓慢加入微乳液中，并通过机械搅拌使硅源分散在微乳液中。

接着，通过加入碱性催化剂，使硅源在微乳液中水解生成硅胶。

最后，通过高温煅烧，将硅胶转化为二氧化硅微球。

自组装法是一种通过物相分离原理制备二氧化硅微球的方法。

其步骤是将胶体颗粒（如聚合物微球）和硅源（如正硅酸乙酯）混合，形成胶体溶胶。

随后，在适当条件下（如溶剂挥发或温度调节），通过自组装的方式将胶体溶胶中的聚合物微球包覆在硅源中，形成核/壳结构的二氧化硅微球。

最后，通过高温煅烧，使核/壳结构的二氧化硅微球转化为纯净的二氧化硅微球。

以上三种制备二氧化硅微球的方法各具特点，可以根据具体应用的需要选择合适的方法。

溶胶-凝胶法制备的二氧化硅微球具有较小的颗粒尺寸和较高的孔隙度，其中微乳液法可以获得较大的颗粒尺寸。

自组装法制备的二氧化硅微球具有核/壳结构，表面具有较高的稳定性和较好的生物相容性。

这些方法的发展和应用为研究纳米材料、制备功能材料以及推动纳米技术的发展提供了重要的基础。

微米尺寸的二氧化硅微球的制备方法

微米尺寸的二氧化硅微球的制备方法微米尺寸的二氧化硅微球的制备方法1. 概述微米尺寸的二氧化硅微球在多个领域，如生物医学、能源和光电子等方面具有广泛应用。

本文将详细介绍几种常用的制备方法。

2. 硅胶模板法1.准备硅胶模板，并将其表面修饰以提高微球的制备效率。

2.将硅胶模板浸泡在硅酮前体的溶液中，使其吸附一定量的硅酮前体。

3.将浸泡过的硅胶模板在高温下烘干，使硅酮前体在孔道内缓慢聚合。

4.使用酸性溶液腐蚀硅胶模板，将制备好的二氧化硅微球从模板中取出。

3. 溶胶-凝胶法1.将硅酸醇溶液与有机溶剂混合，形成溶胶。

2.加入适量的催化剂（如氨水）促进溶胶的凝胶化。

3.将凝胶化的溶胶置于适当的条件下（如高温高湿环境），使其逐渐形成微米尺寸的二氧化硅微球。

4.过滤、洗涤、烘干制备好的二氧化硅微球。

4. 电化学沉积法1.准备合适的电化学池，含有适量的硅源溶液。

2.使用工作电极在阳极和阴极之间建立电位差，使二氧化硅微球沉积在工作电极表面。

3.控制沉积时间和电流密度，以获得所需的微米尺寸的二氧化硅微球。

4.从工作电极上取下并进行后续处理和纯化。

5. 物理法1.利用溶胶-凝胶法、硅胶模板法等方法制备微米尺寸的二氧化硅胶体。

2.使用高速离心将二氧化硅胶体分散为微球。

3.通过热处理或化学处理，使微球进一步凝聚、纯化和控制大小。

6. 结论微米尺寸的二氧化硅微球的制备方法有硅胶模板法、溶胶-凝胶法、电化学沉积法和物理法等多种选择。

根据具体需求和实际条件，选择合适的方法进行制备，可以得到高质量的二氧化硅微球，进而应用于各种领域的研究和应用中。

7. 硅胶模板法•特点：利用硅胶模板的孔隙结构来控制微球的大小和形态。

•优点：制备的微球尺寸均匀，形态可控。

•缺点：制备过程需要较长时间，且模板制备和处理较为繁琐。

8. 溶胶-凝胶法•特点：通过凝胶化生成二氧化硅微球。

•优点：制备方法简单，成本较低。

•缺点：制备的微球尺寸分布较宽，形态不够规则。

二氧化硅微球的制备及其在制备光学陶瓷中的应用

二氧化硅微球的制备及其在制备光学陶瓷中的应用二氧化硅是一种常见的无机材料，具有优异的光学性能，被广泛应用于制备光学陶瓷。

而在制备光学陶瓷的过程中，二氧化硅微球的应用便成为一种重要的方法。

本文将介绍二氧化硅微球的制备方法以及其在制备光学陶瓷中的应用。

一、二氧化硅微球的制备方法近年来，二氧化硅微球的制备方法越来越多，其中比较常见的方法包括溶胶-凝胶法、水热法、乳胶凝胶法等。

下面将对几种常见的方法进行简要介绍。

1.溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法是一种常见的制备二氧化硅微球的方法。

该方法的主要步骤包括溶胶的制备、凝胶的制备、干燥、煅烧等。

其中，制备溶胶是该方法的关键步骤之一，在该步骤中，通常需要加入表面活性剂、催化剂等物质，以控制二氧化硅微球的形状和大小。

2.水热法水热法是一种将硅酸盐水溶液在高温高压条件下处理而制备二氧化硅微球的方法。

该方法制备简便、成本较低，但是需要控制溶液的化学组成、温度、压力等因素，以获得良好的制备效果。

3.乳胶凝胶法乳胶凝胶法是利用聚合物微球做为模板，通过反应法制备二氧化硅微球的方法。

该方法能够控制二氧化硅微球的形状和大小，并且可以制备出具有复杂形状的二氧化硅微球。

以上三种方法均能够制备出二氧化硅微球，不同的是在制备过程中需要控制的因素不同，也需要使用不同的试剂和设备。

二、二氧化硅微球在制备光学陶瓷中的应用二氧化硅微球在制备光学陶瓷中的应用主要包括两个方面：一是作为模板用于光学陶瓷的制备；二是作为填充材料优化光学陶瓷的性能。

1.作为模板利用二氧化硅微球作为模板可以制备具有复杂形状的光学陶瓷。

以多孔二氧化硅微球为例，通过将预制过程中加入的其他物质在二氧化硅微球内析出来或刻蚀掉来控制光学陶瓷的形状，这样制备出来的光学陶瓷具有多孔结构和大的表面积，可以应用于光催化和催化等领域。

2.作为填充材料除了作为模板之外，二氧化硅微球还可以作为填充材料用于优化光学陶瓷的性能。

比如，对于具有介电常数的光学陶瓷，填充二氧化硅微球以降低其介电常数，进而提高它对电磁波的透过性。

二氧化硅微球的可控制备

二氧化硅微球的可控制备二氧化硅微球是一种具有广泛应用前景的微纳米材料，其具有较大的比表面积、良好的化学稳定性和良好的生物相容性，被广泛应用于催化、吸附、传感、药物控释等领域。

为了实现对二氧化硅微球的可控制备，研究者们开展了大量的研究工作，并取得了显著的成果。

一种常见的制备二氧化硅微球的方法是溶胶-凝胶法。

在该方法中，首先将硅源（如硅酸乙酯、正硅酸乙酯等）溶解在适当的有机溶剂中，加入催化剂（如氯化铵、氯铵、硝酸铵等），通过搅拌使得溶液均匀混合。

然后，在适当的温度和时间条件下，将混合溶液进行水解和缩聚反应，形成三维网状凝胶。

最后，通过去除溶剂和热处理等步骤，得到二氧化硅微球。

为了实现对二氧化硅微球的形貌和尺寸的可控制备，研究者们采用了不同的方法和策略。

例如，可以通过调节反应温度、反应时间和硅源浓度等参数来控制二氧化硅微球的尺寸。

此外，还可以通过添加表面活性剂、改变pH值或添加其他添加剂来调控二氧化硅微球的形貌。

这些方法可以实现对二氧化硅微球的直径、孔径和孔隙度等关键参数的调节，从而实现对其性质和应用的可控制备。

一种常用的方法是采用模板法制备二氧化硅微球。

在该方法中，先选择一种具有特定形貌和尺寸的模板材料，如聚苯乙烯微球、硬模板等，然后将硅源溶液浸渍到模板材料表面，并通过水解和缩聚反应使硅源在模板表面形成硅氧烷键。

最后，通过去除模板材料，得到具有与模板相同形状和尺寸的二氧化硅微球。

通过选择不同形状和尺寸的模板材料，可以制备出具有不同形貌和尺寸的二氧化硅微球。

除了溶胶-凝胶法和模板法，还可以采用其他方法实现对二氧化硅微球的可控制备。

例如，可以利用微流控技术、电喷雾技术、溶液凝胶聚合法等方法制备二氧化硅微球。

这些方法通过调节实验条件、改变材料选择和控制反应过程等手段，实现对二氧化硅微球形貌和尺寸的精确控制。

二氧化硅微球的可控制备是一项具有重要意义的研究课题，对于拓展其应用领域具有重要意义。

通过调节溶胶-凝胶法、模板法和其他方法中的反应条件和参数，可以实现对二氧化硅微球形貌和尺寸的精确控制。

stober法制备二氧化硅微球工艺研究

stober法制备二氧化硅微球工艺研究
1Stober法制备二氧化硅微球工艺研究
Stober法是一种用于结晶相分离的功能性表面交错阶段结晶技术，用于在可见光谱中分离悬浮液/膜/溶胶中的N组分物质，这些物质可能是聚合物、杂质、离子、聚集体、原子、分子等物质，可以实现物质的纯化、分析、测量等。

Stober法可以用于制备二氧化硅微球。

1.1Stober法原理
Stober法是利用气液平衡的原理，通过改变溶液浓度、温度、pH 值等条件来控制物质在溶液中析出或沉淀的过程。

经过一定时间的搅拌，硅烷原料分解成阴离子SiO･-和阳离子SiO3-。

由于二者的大小比值远大于水的大小比值，因而可以形成沉淀（或者称结晶），最终在溶液中形成二氧化硅微球。

1.2Stober法实验步骤及要点
（1）将溶液量程的调节和搅拌一致，溶液浓度一般用0.05mol/L 的硅烷盐溶液；
（2）通过调整溶液的pH值，让硅烷从非电离状态转变为电离状态；
（3）把pH值再调节到3.3-3.35之间，这是最佳沉淀条件，并且不会影响结晶速度；
（4）将激活剂NaOH加入溶液中，有利于搅拌，同时保证气液平衡，并能够防止在沉淀后的负电荷释放；
（5）将搅拌时间调节到10-15分钟，这样可以有效控制结晶的大小，最小的粒度在10nm以下。

1.3Stober法的优势
Stober法制备二氧化硅微球的过程简单、方便，与传统的合成过程相比，温度调节要求低，实验条件较宽，结果可靠，结晶容易被观测到，容易控制结晶的最终大小和形状。

二氧化硅气凝胶微球

二氧化硅气凝胶微球二氧化硅气凝胶微球是一种具有特殊结构和性质的纳米材料，广泛应用于许多领域。

本文将介绍二氧化硅气凝胶微球的制备方法、特性以及其在能源、环境和生物医学领域的应用。

一、制备方法二氧化硅气凝胶微球的制备方法多种多样，常见的有溶胶-凝胶法、微乳液法和模板法等。

其中，溶胶-凝胶法是最常用的方法之一。

首先，将硅源（如硅酸乙酯）和溶剂（如乙醇）混合，并加入催化剂（如氯化铵）。

随后，在搅拌的条件下，缓慢滴加碱性溶液（如氨水），使溶液中的硅源逐渐聚合形成凝胶。

最后，将凝胶经过干燥和热处理，得到二氧化硅气凝胶微球。

二、特性二氧化硅气凝胶微球具有许多独特的特性。

首先，它们具有较大的比表面积和孔隙结构，能够提供良好的吸附性能。

其次，它们具有较低的密度和优良的机械强度，可用于轻质材料的制备。

此外，它们还具有优异的热稳定性和化学稳定性，能够在高温和酸碱环境下保持结构完整。

三、能源领域的应用二氧化硅气凝胶微球在能源领域有着广泛的应用。

首先，它们可以作为催化剂载体，用于催化反应的增效。

其次，它们可以作为锂离子电池的电解质，提高电池的循环寿命和能量密度。

此外，它们还可以用于太阳能电池的吸附层，提高光电转换效率。

四、环境领域的应用二氧化硅气凝胶微球在环境领域也有着重要的应用。

首先，它们可以作为吸附剂，用于水处理和废气处理，去除重金属离子和有机污染物。

其次，它们可以作为保温材料，用于建筑物的节能。

此外，它们还可以用于储氢材料的制备，提高氢能源的储存和传输效率。

五、生物医学领域的应用二氧化硅气凝胶微球在生物医学领域也有着广泛的应用。

首先，它们可以用作药物载体，用于控释药物和靶向治疗。

其次，它们可以用于组织工程和细胞培养的支架材料，促进组织再生和修复。

此外，它们还可以用于生物传感器的制备，实现对生物分子的检测和分析。

二氧化硅气凝胶微球是一种多功能的纳米材料，具有独特的制备方法和特性。

它们在能源、环境和生物医学领域的应用前景广阔，为解决相关领域的问题提供了新的解决方案。

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磁力搅拌溶胶－凝胶合成反应示意图 1.容器 2. 密封盖板 3.反应溶液 4.转动磁子 5. 磁力搅拌器加热板 6. 温度调节器 7. 转速调节器
二氧化硅微球的TEM照片
SiO2微球的形成机理
利用醇盐水解制备球形氧化物或氢氧化物颗粒是一种常用的方法。在仅有水和醇溶剂存在下，硅醇盐的水解速率较慢，因此一般都需要加入催化剂，用氨水作催化剂可制备得到SiO2微球。
应用
二氧化硅微球由于比表面积大、密度小、分散性好，同时又具有良好的光学以及力学特性，因而在生物医学、催化、功能材料、高性能陶瓷、涂料、复合材料、记录材料、传感器、催化剂、吸附剂、化妆品、药物、色谱柱填料、结构陶瓷原料、油墨的添加剂、光电学，数据存储、医学诊断以及免疫测定等相关材料和研究领域有着重要应用。
溶胶-凝胶法制备二氧化硅微球
以溶胶-凝胶法为基础的Stober法因其工艺简单、成本低廉，成为制备球形Si02的首选方法之一。 Stober法以正硅酸乙酯为原料，以乙醇为介质，通过氨水催化水解和凝聚制备出单分散二氧化硅颗粒。
溶胶－凝胶法的基本概念
溶胶（Sol）是具有液体特征的胶体体系，分散的粒子是固体或者大分子，分散的粒子大小在1～100nm之间。凝胶（Gel）是具有固体特征的胶体体系，被分散的物质形成连续的网状骨架，骨架空隙中充有液体或气体，凝胶中分散相的含量很低，一般在1％～3％之间。
Thankyou!!
前驱体
溶解
水解
缩聚
老化
溶液
溶胶
凝胶
凝胶
溶胶-凝胶法
实验过程：将适量的醇、水和氨水依次加入烧杯中，室温下用磁力搅拌器搅拌均匀，再将一定量的正硅酸乙酯(TEOS)缓慢滴加到混合均匀的上述溶液中，滴加完毕用聚乙烯薄膜密封烧杯口，约1～5min出现白色沉淀，继续搅拌5h，使反应完全，再经一系列的后处理(离心、洗涤、干燥)得影响
温度对SiO2球形颗粒大小的影响
(a)是在30℃恒温水浴中反应5h生成的二氧化硅微球;(b)的恒温水浴温度为40℃;(c)的水浴温度处理机制(温度梯度法)为:先在40℃ 恒温水浴反应2h(高恒温水浴阶段),在后3h内,先自然降温30℃(自然降温阶段),然后在该温度下恒温反应至结束(低恒温水浴段);(d) 的水浴温度处理机制为:先50℃恒温2h,在后3h内,自然降温至30℃ 并保持该温度恒温反应。
光子晶体(又称光子禁带材料) 从材料结构上看，光子晶体是一类在光学尺度上具有周期性介电结构的人工设计和制造的晶体。
SiO2 光子晶体的SEM图
二氧化硅微球的制备
SiO2微球的制备方法很多，如微乳液法、化学气相沉积法、粉碎法、机械合金法、溅射法、激光诱导化学气相沉积法、化学蒸发凝聚法、沉淀法、超临界干燥法、水热合成法、溶胶一凝胶法、胶束法、反胶束法、气溶胶法、共沉淀一微乳液联用法、辐射合成制备法、球晶技术、囊泡技术等。
二氧化硅微球的性质
① 为无定型白色粉末,是一种无毒、无味、无污染
的非金属材料。 ② 微结构为球形, 呈絮状和网状的准颗粒结构。 ③ 具有对抗紫外线的光学性能; ④ 掺入材料中可提高材料的抗老化性和耐化学性; ⑤ 分散在材料中, 可提高材料的强度、强性; ⑥ 还具有吸附色素离子、降低色素衰减的作用。
单分散二氧化硅微球的制备
制作人：肖城李涵蔚主讲人：肖城
目录
一、二氧化硅微球的性质
二、二氧化硅微球的应用
三、二氧化硅微球的制备
二氧化硅微球的概念
微球（microsphere）：微球的粒径定义一般为1-500um，小的可以是几纳米，大的可达800um，其中粒径小于500nm的，通常又称为纳米球（ nanospheres ）或纳米粒（nanoparticles）,属于胶体范畴。
结论
(1)醇做溶剂，影响SiO2颗粒的分散性，甲醇、乙醇、正丁醇为溶剂颗粒呈单分散状态，正丙醇为溶剂颗粒呈团聚状态。且随醇碳链增长，SiO2微球的粒径增大，尺寸分布变宽。 (2)随着反应溶液中正硅酸乙酯浓度的增大，生成的SiO2颗粒逐渐增大。 (3)反应溶液中氨水浓度逐渐增大，促进正硅酸乙酯水解，生成的SiO2颗粒粒径明显增大。 (4)反应温度可以加速二氧化硅颗粒的熟化，随着反应温度的升高，生成的二氧化硅颗粒稍微增大。
在氨水作催化剂时，正硅酸乙酯的水解缩聚反应分两步，具体的化学反应式如下：
氧化硅球形颗粒的形成机理示意图
反应条件对 SiO2微球粒径和形貌的影响
有机溶剂种类对SiO2粒径和形貌的影响
保持其它反应条件不变，分别采用甲醇、乙醇、正丙醇、正丁醇为溶剂来制备SiO2微球。
正硅酸乙酯（TEOS）浓度对SiO2球形颗粒大小的影响
应用
SiO2球引入荧光染料，可制得荧光微球，在生物医学成像和免疫测定中有广泛应用。
SiO2 颗粒的SEM图
应用
近几年更引起人们研究兴趣的是用二氧化硅微球球形颗粒为原料自组装制备光子晶体。由光子晶体制得的材料具有禁止某一频段光波通过的特性，是制备集成度更大、速度更快的光电器件的基础。而制备亚微级（0.1um-1um）的球形Si02 颗粒又是组装三维光子晶体的前提。
溶胶凝胶
无固定形状固定形状
固相粒子自由运动固相粒子按一定网架结构固定不能自由移动
* 特殊的网架结构赋予凝胶很高的比表面积 *
溶胶－凝胶法：就是用含高化学活性组分的化合物作前驱体，在液相下将这些原料均匀混合，并进行水解、缩合化学反应，在溶液中形成稳定的透明溶胶体系，溶胶经陈化胶粒间缓慢聚合，形成三维空间网络结构的凝胶，凝胶网络间充满了失去流动性的溶剂，形成凝胶。凝胶经过干燥、烧结固化制备出分子乃至纳米亚结构的材料。