关于纳米硅溶胶的研究与论述

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纳米硅溶胶在防反射薄膜中的应用研究

纳米硅溶胶在防反射薄膜中的应用研究
4 3 5 ;丁酮 ;甲基 异丁酮 ;丁 醇 ;乙酸 乙酯 。
川卓 司等在透 明基膜上直接涂布低折射层制备 A R 防反射 薄膜 _ 4 ] ,均 能获得 理想 的反射 率 。
2 实验部 分
2 . 1 材 料及设 备
AR防反 射薄 膜 的层 间 结构 主 要 有 2种 :双 层 结构 和单 层结 构 。崔 圭夏 等_ 3 ] 采 用 了双层结 构 即高 折射 率层 和低 折 射 率 层 制 备 了 防反 射 膜 ,而 长 谷
丙烯 酸含 氟 酯 ( 国产 ) ;纳 米硅 溶 胶 ;改 性 纳 米 硅溶胶 ( 自制 ) ;D P HA ( 二季戊 四醇 六丙 烯 酸 ) ( 天津 天 骄 ) ;光 引发 剂 1 8 4( 天津 天 骄 ) ;流 平 剂
— —
萋 _ £ A鬏Cl l& 》 誓 £ i 0 ’
料 ,加入溶剂 、uV固化单体、引发剂、流平剂等 助剂 ,通过辐射 聚合法制备 了防反射涂覆 液,并 且 ,将涂覆液用线棒涂布在三醋酸纤维素基材上 ,
反 射 光 反 射 光 簸射 光 l 反 射 光 反 射光 厦 射 光
屏 已普遍使用 了平板 显示装置 ,经常在户 外使用 的手机 、笔记本 电脑 以及 常在 户 内使用 的平板 电 视 ,由于外 界 光 线 在 显 示 器 的 反 射 导 致 了 显 示 屏 图文显示 不 清 晰 、可 视 性 极 差 的 问题 ,很 有 必 要 改善 在各 种 环 境 下 的视 觉 效 果 ,因 此 提 高 显 示 装 置 的可视 性 已成 为 提 高 显 示 器 主要 性 能 的研 究 重 点之 一 。将 反 射 薄 膜 用 于 显 示 装 置 的 表 面 上 ,就 是为了防止外 界光线在显示屏上 的反射所导致 的 图像 对 比度 降低 ,提 高显示 装 置 的可视 性 。 根据 生产 工艺 防反 射膜 可 以分为 干 法 和 湿法 2 种。利用溅射 、蒸 镀等 干法生产 的防反 射膜 防反 射 效 果 良好 ,表 面 硬 度 、耐 刮 擦 等 性 能 优 良。但 因使用 昂贵 的真 空 镀 膜 设 备 、生 产 成 本 高 、不 易 大面积 化 以及 生 产 性 低 等 问 题 ,其 售 价 一 直 居 高 不下_ 1 ] 。湿 法 防反射 膜可 以采 用卷 对卷 式 的涂 布方

硅溶胶的鉴定方法-概述说明以及解释

硅溶胶的鉴定方法-概述说明以及解释

硅溶胶的鉴定方法-概述说明以及解释1.引言1.1 概述硅溶胶是一种由二氧化硅(SiO2)颗粒所组成的多孔材料。

它具有高表面积、大孔径和良好的化学稳定性等特点,因此在吸附、催化、分离等领域具有广泛的应用前景。

本文的主要目的是介绍硅溶胶的鉴定方法。

通过对硅溶胶的鉴定,我们可以了解其粒径分布、比表面积、孔径大小和孔结构等信息,从而更好地掌握硅溶胶的性质和应用特点。

文章将分为三个部分进行介绍。

首先,我们将概述硅溶胶的定义和特点,包括其制备方法、物理性质和化学性质等方面的内容;其次,我们将介绍硅溶胶的制备方法,包括溶胶-凝胶法、水热法、超临界干燥法等常用的制备方法,并对每种方法的优缺点进行讨论;最后,我们将重点介绍硅溶胶的鉴定方法,包括比表面积测定、孔径分布测定、孔结构表征等常用的鉴定方法,并对每种方法的原理和适用范围进行详细的分析。

硅溶胶的鉴定方法具有重要的意义。

通过准确、可靠的鉴定方法,我们可以了解硅溶胶的基本特性,为其在材料科学、环境工程、能源领域等的应用提供科学依据和技术支持。

同时,了解硅溶胶的鉴定方法的发展趋势,可以为今后的研究提供指导和方向,促进硅溶胶研究领域的进一步发展。

在接下来的章节中,我们将详细介绍硅溶胶的制备方法和鉴定方法,并对其应用前景和发展方向进行探讨。

希望通过本文的介绍,读者能够更全面地了解硅溶胶及其在科学研究和工程技术中的重要性。

1.2文章结构1.2 文章结构本文将从以下几个方面对硅溶胶的鉴定方法进行详细介绍和讨论。

首先,我们将在引言部分对硅溶胶的概述进行阐述,包括其定义、特点以及制备方法。

在正文部分,我们将深入探讨硅溶胶的物理和化学性质,以帮助读者更好地理解硅溶胶的特点和鉴定方法的必要性。

接下来,我们将进一步强调硅溶胶鉴定方法的重要性,包括其在科学研究和工业应用中的应用。

通过对常用的硅溶胶鉴定方法的介绍和比较分析,我们将为读者提供一种选择适合自己研究领域和实际需求的方法的指导。

硅溶胶凝胶化过程的研究

硅溶胶凝胶化过程的研究

硅溶胶凝胶化过程的研究引言:硅溶胶凝胶化是一种重要的化学反应过程,在材料科学、纳米技术和生物医学领域中具有广泛的应用。

通过研究硅溶胶凝胶化过程,可以深入了解凝胶形成的机制,优化凝胶的性质,并开发出更多具有特殊功能的凝胶材料。

本文将对硅溶胶凝胶化过程的研究进行探讨,以期为相关领域的科研工作者提供参考和启示。

一、硅溶胶凝胶化的基本原理硅溶胶凝胶化是指将硅溶胶逐渐转化为凝胶的过程。

硅溶胶是一种胶体溶液,主要由二氧化硅(SiO2)颗粒和溶剂组成。

凝胶是一种三维网络结构的材料,具有高比表面积和孔隙结构。

硅溶胶凝胶化的基本原理是溶胶中的硅颗粒逐渐聚集形成连续的网络结构,最终形成凝胶。

二、硅溶胶凝胶化的影响因素硅溶胶凝胶化过程受多种因素的影响,包括溶液浓度、pH值、温度、溶剂性质等。

这些因素会影响硅颗粒的聚集速率和凝胶的结构特征。

例如,溶液浓度的增加会加快硅颗粒的聚集速率,使凝胶形成更快。

而pH值的变化则会影响硅颗粒的带电性质,进而影响凝胶的电荷分布和孔隙结构。

此外,温度和溶剂性质也会对凝胶的形成过程产生重要影响。

三、硅溶胶凝胶化的研究方法为了深入研究硅溶胶凝胶化过程,科研工作者采用了多种实验方法和表征手段。

其中,动态光散射、透射电子显微镜和氮气吸附等技术被广泛应用于凝胶的形貌、结构和孔隙特性的表征。

此外,X射线衍射、核磁共振和红外光谱等技术也被应用于凝胶的晶体结构和化学成分的分析。

这些研究方法的应用使得科研工作者能够全面了解硅溶胶凝胶化的过程和机制。

四、硅溶胶凝胶化的应用硅溶胶凝胶化具有广泛的应用前景。

首先,硅溶胶凝胶可以用作催化剂的载体,通过调控凝胶的孔隙结构和表面性质,可以提高催化剂的活性和选择性。

其次,硅溶胶凝胶还可以用于制备纳米材料,通过控制凝胶的形貌和尺寸,可以制备出具有特殊功能和优异性能的纳米材料。

此外,硅溶胶凝胶还可以用于药物传递系统、生物传感器和能源储存等领域。

结论:硅溶胶凝胶化是一种重要的化学反应过程,对材料科学、纳米技术和生物医学等领域具有重要意义。

纳米硅溶胶的用途

纳米硅溶胶的用途

纳米硅溶胶的用途我厂年生产优质酸性,碱性硅溶胶2000吨公司网址: 【硅溶胶产品简介】硅溶胶是无定形二氧化硅在水中的分散体系,其分子式可表示为mSiO2•nH2O。

外观多呈乳白色或淡青透明的溶液状。

国际上从四十年代开始生产工业用硅溶胶,我国从1958开始硅溶胶的生产与应用。

但长期以来,产品品种、质量、数量、用途同发达国家相比都有很大差距。

90年代始,这种情况已有了大幅度改观,特别是硅溶胶应用领域的不断拓宽,带动了整个硅溶胶工业的发展。

本公司生产的硅溶胶是采用国外新工艺硅粉法制备的,并严格按照HG/T25-1993标准检测。

二氧化硅粒径均匀,杂质含量低,能满足各领域对硅溶胶的要求。

随着应用领域的扩大,我公司不断改进生产工艺,提高检测技术,以满足用户对硅溶胶品类和数量日益增长的需要。

【硅溶胶的性能】1、硅溶胶具有较大的吸附性:硅溶胶中无数胶团聚产生的无数网络结构孔隙,在一定的条件下能对无机物及有机物具有一定的吸附作用。

2、硅溶胶具有较大的比表面积:比表面积一般为250~300/g。

3、硅溶胶具有较好的粘结性:因其胶团尺寸既均匀又具有10~20m/u左右,自身风干即产生一定的粘接强度,但强度较小,如将硅溶胶加入某种纤维或粒状材料中,然后干燥固化即可成坚硬的凝胶结构,会产生较大的粘接性(一般46.7Kg/C㎡左右)。

4、硅溶胶具有良好的耐温性:一般可耐1600℃左右。

5、硅溶胶具有自身一般绝缘电阻为8×105Ω,但加入石墨等导电材料中,又会具有一定的导电性。

6、硅溶胶具有较好的亲水性和憎油性:可以用蒸馏水稀释至任意浓度,而且随稀释度的增加,稳定性增强,但加入有机物或多种金属离子中,又可产生憎水性。

硅溶胶具有较强的憎油性。

此外,硅溶胶具有“高度的分散性”,“较好的耐磨性”和良好的“透光性”等。

因此,可作为良好的“分散剂”,“防腐剂”,“絮凝剂”,“冷却剂”和特殊的“光学材料”等。

硅溶胶在很大的pH值范围内是稳定的,在特定的条件下,单独能形成连续的粘附的硬薄膜(如1微米)。

硅溶胶项目可行性研究报告

硅溶胶项目可行性研究报告

硅溶胶项目可行性研究报告一、项目概述硅溶胶是一种由二氧化硅结构所组成的纳米粒子体系,在众多领域中有着广泛的应用前景。

本项目将通过生产和销售硅溶胶,满足市场需求,实现经济效益和社会效益的双赢。

二、市场分析1.市场规模:随着科技的不断发展,硅溶胶在先进材料、医疗器械、生物科技等领域的应用越来越广泛。

据市场研究报告显示,全球硅溶胶市场规模预计将在未来几年内保持稳定增长。

2.竞争分析:目前,国内硅溶胶市场的竞争相对激烈,主要由少数大型企业垄断,但市场份额较小的小企业也有机会通过技术创新和市场定位找到自己的市场空间。

3.市场需求:硅溶胶的应用前景广阔,各个领域对于硅溶胶的需求不断增加,且从环保、安全等角度出发,硅溶胶具有无毒、无污染、可再生等优点,与当前社会的发展需求高度契合。

三、技术可行性分析1.生产工艺:硅溶胶的制备工艺相对成熟,主要包括溶胶-凝胶法、超临界干燥法、溶胶微乳浊液法等。

根据项目规模和投资能力,可以选择适合的生产工艺。

2.技术难点:硅溶胶的制备过程中,如何控制粒径和分散性是一个关键问题。

需要在生产过程中进行严格的控制和测试,确保产品质量的稳定性和一致性。

四、财务可行性分析1.初始投资:硅溶胶项目的初始投资主要包括生产设备购置、场地租赁、人员培训等方面的费用,初步估计约为100万元。

2.成本分析:硅溶胶的生产成本主要包括原材料成本、人力成本、设备折旧等。

根据市场调研和潜在的合作伙伴洽谈,初步估计单个产品的成本约为每公斤1000元。

3.收益预测:根据市场需求和项目实际情况,预测产品销售额为每年200万元,预计生产销售周期为5年。

计算预期收益之后,通过财务报表分析,初步得出项目的投资回报周期约为3年。

五、风险分析1.市场风险:硅溶胶市场竞争激烈,市场份额较小的小企业需面对来自大型企业的竞争压力。

2.技术风险:硅溶胶的制备工艺较为复杂,需要严格的控制和测试来保证产品质量,技术难度相对较高。

3.经营风险:经营风险包括原材料供应不稳定、市场需求变化导致产品销售困难等因素。

纳米硅溶胶的制备条件对粒径与稳定性的影响

纳米硅溶胶的制备条件对粒径与稳定性的影响

第53卷第1期 辽 宁 化 工 Vol.53,No. 1 2024年1月 Liaoning Chemical Industry January,2024基金项目:四川省科技厅重点研发项目(项目编号:2021YFG0281);内江市科技计划项目(项目编号:2020KJJH003);大学生创新创业训练项目(项目编号:X2021056;X2022228)。

收稿日期: 2023-03-27纳米硅溶胶的制备条件对粒径与稳定性的影响王晨铭1,蒋佳妙1,陈家玉1,杨鲜1,杨柳1,2*(1. 内江师范学院化学化工学院,四川 内江 641100; 2. 沱江流域特色农业资源四川省科技资源共享服务平台,四川 内江 641100)摘 要: 硅溶胶是无固定形态的二氧化硅(m SiO 2·H 2O)颗粒在水中均匀分散形成的胶体。

硅溶胶中二氧化硅颗粒表面含大量的羟基具有很强的活性。

本实验以10%的硅酸钠为原料,通过离子交换法和母液增长法制备不同粒径的硅溶胶,考察了反应温度、反应时间、搅拌速度以及原料类型对硅溶胶粒径和分散性的影响。

结果表明,制备较小粒径硅溶胶的最佳反应条件为:搅拌强度150 r/min、反应温度75 ℃、反应时间4 h,NaOH 调节pH;制备较大粒径硅溶胶的最佳反应条件为:原料为搅拌强度 150 r/min、反应温度95 ℃、反应时间6 h、用硅酸钠调pH;在该条件下,经过三次粒径增长,可制得最大粒径为11.69 nm 的硅溶胶产品,且稳定性与分散度较好,不易凝胶。

关 键 词:硅溶胶; 硅酸钠; 活性硅酸; 母液增长法中图分类号:TQ016 文献标识码: A 文章编号: 1004-0935(2024)01-0009-06硅溶胶是纳米级二氧化硅粒子在水或有机溶剂中均匀分散所得到的胶体溶液。

由于硅溶胶中的无定形S i O 2中含有大量的水和羟基,因此可用m SiO 2·n H 2O 来表示[1]。

纳米硅溶胶

纳米硅溶胶

纳米硅溶胶
纳米硅溶胶作为一种混合溶液,它主要由碳、氧、氮、硅和水构成,它散发出清新的植物香味。

它具有各种独特的性质,如快速渗透、良好的抗氧化作用和出色的抗菌功能,可以实现多种用途,比如人体
保养、植物护理和制造高品质的产品。

纳米硅溶胶对植物上覆盖物护理有着特殊的作用。

由于它的极低
的粒度,可以有效地渗透植物的茎、叶和根,改善植物的耐旱性和适
应性。

纳米硅溶胶也可以抑制植物病害的发生,增强植物的抗病能力,促进植物的正常生长和发育。

此外,纳米硅溶胶还具有良好的抗氧化和消毒效果,可以帮助机
体抗衰老,延长寿命。

在人体护理方面,它可以帮助改善肤色不均匀,减少细纹,减轻皱纹,保湿肌肤,抚平皮肤,使肌肤细腻柔嫩。

纳米硅溶胶也可以用于生产高品质的各种产品,如保健食品、抗
衰老美容品、洗发水和护发素等。

这些产品可以有效地帮助改善人体
护理和减缓植物病害,使我们的身体得到良好的滋养和护理。

总而言之,纳米硅溶胶具有多种独特的性质,可以有效地用于人
体护理和植物护理,也可以用于高品质产品的制造,未来受到越来越
多的重视。

纳米硅溶胶在混凝土中的应用研究

纳米硅溶胶在混凝土中的应用研究

纳米硅溶胶在混凝土中的应用研究一、引言混凝土是建筑工程中常用的一种材料,由于其具有良好的力学性能和经济性,已经被广泛应用。

然而,在长期使用过程中,混凝土容易出现龟裂、腐蚀等问题,导致其力学性能下降,影响建筑物的使用寿命。

为了提高混凝土的性能,近年来研究人员将纳米硅溶胶引入混凝土中,取得了一定的研究进展。

二、纳米硅溶胶的特性1. 纳米硅溶胶的制备方法:纳米硅溶胶的制备方法主要有溶胶-凝胶法、电化学法、气相法等。

2. 纳米硅溶胶的化学结构:纳米硅溶胶是由SiO2分子构成,其化学结构为Si-O-Si键,具有大量的表面羟基,具有较高的表面积和孔径,特别是在纳米尺度下,其表面积和孔径相对较大。

3. 纳米硅溶胶的物理性质:纳米硅溶胶具有良好的耐热性、耐酸碱性、低密度、高比表面积、高孔径等特性。

三、纳米硅溶胶在混凝土中的应用研究1. 纳米硅溶胶的应用前景:纳米硅溶胶作为一种新型材料,在混凝土中的应用前景广阔。

其通过增强混凝土的力学性能、提高混凝土的耐久性、改善混凝土的微观结构等方面,能够有效地提高混凝土的性能。

2. 纳米硅溶胶对混凝土力学性能的影响:研究表明,加入适量的纳米硅溶胶可以有效地提高混凝土的强度和韧性。

此外,纳米硅溶胶还可以有效地改善混凝土的微观结构,使得混凝土的力学性能得到了进一步的提升。

3. 纳米硅溶胶对混凝土耐久性的影响:纳米硅溶胶可以有效地提高混凝土的耐久性,主要是通过防止混凝土龟裂、腐蚀等问题的出现。

此外,纳米硅溶胶还可以改善混凝土的微观结构,提高混凝土的密实性,从而进一步提高混凝土的耐久性。

4. 纳米硅溶胶在混凝土中的应用方法:纳米硅溶胶可以通过混凝土掺合的方式加入混凝土中。

在混凝土的生产中,将适量的纳米硅溶胶掺入混凝土中,并进行充分拌和,即可将纳米硅溶胶均匀地分布在混凝土中。

5. 纳米硅溶胶在混凝土中的应用案例:研究表明,将纳米硅溶胶掺入混凝土中,可以使混凝土的强度提高15%以上,耐久性提高50%以上。

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关于“纳米硅溶胶”的研究与论述巫庭生前言:百年以前,法国普兰特先生发明了硫酸电池,大大方便了世界工业革命。

可是,百年来,地球受到硫酸电池造成的环境污染也让人类很伤脑筋。

七十年代初,我在军工七五五厂,被厂里派往西北各导弹基地及矿山巡查,了解用我厂制造的碱性电池的使用情况。

在矿山,发现矿工的衣服经常被硫酸电池溢出的酸液烧焦衣服,甚至有的矿工后屁股被烧伤。

当时,出于一种无产阶级感情的激发,脑子立即萌生出一种要解决硫酸固化的念头……通过十几年的艰辛研制,终于在九二年三月四日国家科委成果办在北京隆重发布,推广发明产品LN型—“硫酸凝固剂”。

国际命名为“硅溶胶”,由于此新材料达到1—100纳米的技术范围,我们故命名为“纳米硅溶胶”。

“纳米硅溶胶”的诞生,给电池制作的厂家生产系列胶体电池提供了最佳电解质,也给硫酸电池带来了更新换代的必然,同时,也解决了百年来地球村受硫酸电池严重污染的痛苦。

用“纳米硅溶胶”制造出的胶体电池具有如下八大优点:(一)寿命长:由于胶体电池电解质属高分子结构,凝胶以后,酸液上下均匀,不易产生极板硫酸化,铅粉也不易脱落,因此,寿命比普通铅酸电池延长一倍以上。

(二)胶体电池属环保电池,其特点是充电时不易产生酸雾,不溢酸,不漏酸,不污染环境。

(三)胶体电池可以充电保存(自放电极微小),电池在库内存放二年装车即可启动,同时入库存二年后还可以100%充进电。

(四)高低温性能好,低温-40℃至高温80℃内仍能正常使用,低温-20℃电池容量仍有80%以上。

(五)可高倍率放电,大电流充放电,快速充电,同时。

胶体电池可以断路27天不损害,普通铅酸电池断路二小时即报废。

(六)胶体电池充电接受能力比普通铅酸电池快50%,最符合太阳能电池充电储存。

(七)胶体电池容量不易衰减,(其峰值比普通铅酸电池长3 倍),电动摩托车行驶8个月后,电池充电后还能保持100%充足电。

(八)防震性能好,由于胶体电池内的凝胶粘结住正负极板和隔板,使铅粉不易脱落,因此电池寿命肯定比普通铅酸电池好。

关键词:纳米硅溶胶、凝胶、触变原理、电性能、胶体电池、气硅、两种材料的区分(硅胶和气胶)、电解质的应用和分析。

一、对纳米硅溶胶材料的认知首先,我们应该知道,什么是纳米?科学家告诉我们,纳米是长度单位,原称“毫微米”。

就是10的负九次方(即10亿分之一米)。

纳米科学与技术称为纳米技术,是研究结构尺寸在1至100纳米范围内材料的性质和应用。

从具体的物质说来,人们往往用“细如发丝”来形容纤细的东西,其实人的头发丝一般直径为20-50um,并不细。

单个细菌用肉眼看不出来,用显微镜测出直径5 um也不算细。

极而言之,最小的物质单位是原子,一纳米大体相当于4个原子的直径。

而这么细的长度单位,实际就是“超细技术”。

我们要研究的是纳米材料,如何应用到电池内部制作“纳米电池”。

在纳米尺度下,物质中电子的波性“量子力学性质”和原子的相互作用将受到尺寸大小的影响。

如能得到纳米尺度的结构,就可能控制材料的基本性质和熔点、磁性、电容甚至颜色,而不改变物质的化学成分。

例如,用超微粒子(即从煤灰里提取出来的玻璃微珠)加进橡胶制作汽车轮胎,其硬度会更高,且不脆裂;因这种无机的超微粒微珠加入橡胶后,将粘在聚合物分子的端点上,而构成新的物质。

如要加工电池壳,做出的电池壳体透气性和强度会更好,特别是它能和胶网相联,可大大提高胶体电池使用寿命。

二、纳米硅溶胶的制作方法纳米硅溶胶是高科技产品。

这种新型产品在国际国内的生产方法可分为四种:一、沉淀法;二、冷冻法;三、超滤法;四、离子交换法。

国际七十多年来,一直在摸索提高胶体电解质的质量水平。

回忆在五十年代时期,国际国内制作“纳米硅溶胶”采用了原始的“沉淀法”,制作出的产品灌装电池,电池内阻大,自放电大,充电接受能力低,寿命也短。

第二阶段在六十年代国际国内改为冷冻法或超滤法,生产出的硅溶胶产品灌装的胶体电池,在电性能上虽有改进和提升,但还是达不到电性能要求。

到了七十年代,上海中硅胶体电池研究所采用了自研的设备,应用超滤和离子交换法,共八道自动化生产流水线,终于在九十年代生产出合格的“纳米硅溶胶”。

纳米硅溶胶的问世,给全国铅酸电池厂带来了福音,它被广泛应用于邮电、通讯、汽车、坦克、电动汽车、UPS电源、太阳能电池等领域。

一种新型材料的诞生,它可使一个行业达到一种质的飞跃,也使我国的硫酸电池换代,大大降低了国家受硫酸电池污染的困扰。

三、硅溶胶和气相二氧化硅目前,我国胶体电池应用“硅溶胶”和气硅作为电解质,制作出各种类型的胶体电池。

硅胶和气硅同属硅石制作出来的二氧化硅,但是材料的质量和纯度大不相同。

因为,它是两种不同路线制作生产出来的二氧化硅。

前者是液硅,后者是粉末状(气硅)。

我举个例子:气硅粒径300毫微米,硅溶胶的粒径2~10毫微米,两种材料不是一个等级。

最重要的是,蓄电池极板孔率只有16个毫微米,隔板孔率也只有16个毫微米,如果气硅粒径在300个毫微米,怎么会做好胶体电池呢?另者,气硅在灌装小密电池时,配比好再进电池里,硅含量高,灌装有困难,硅含量低,电池电解质会水化分层;电池失水严重。

所以,气相二氧化硅制作胶体电池是不合理的,是失败的,制造不出好的,长寿命的胶体电池。

四、硅溶胶新材料的特性化学上定义分散质粒子介于1~100 nm的分散体系为胶体。

固定铅酸蓄电池电解液的胶凝剂通常有硅酸、硅酸盐及有机硅等。

对于硅溶胶来说,它是一种彼此连接的三维网络结构,一般要通过两步才能形成胶体。

第一步是可逆阶段:以“弱”氢键合通过硅酸根离子(SiO4)作桥梁,把电液中(低pH值)的带正电荷的SiO2粒子联系起来,发生聚集作用;第二步是不可逆阶段:SiO2粒子间硅氧键(Si—O—Si)桥的形成,发生非常强大的分子间键合。

通常完成第二阶段的胶体才可用于蓄电池。

五、成胶影响因素影响成胶的因素有很多,其中最主要的是温度、pH值、盐的浓度与类别、SiO2粒度与含量1、温度:可以按照阿仑尼乌斯(Arrhenius)关系式,每升高10 ℃成胶速率成倍增加。

2、PH值:PH值主要影响表面电荷及ξ(Zeta)电位。

二氧化硅的零点电荷大约在pH=2,在高PH值(pH>2)时,因在SiO2粒子表面存在(—SiO—)基团而表面呈负电荷,在低PH值(pH<2),(甲)硅(烷)醇(—SiOH2—)基团的离子化作用,而使表面带正电荷,在PH值低于2时,电池电液硫酸中的H,对形成硅氧烷键具有催化作用。

3、盐的浓度与类别:SiO2碱反应生成硅酸与硫酸盐,盐的浓度高,会减少ξ(Zeta)电位,会降低相邻球型SiO2粒子间相互排斥作用的势能。

因此这就增大了凝胶的强度。

盐的离子可作为SiO2粒子间的桥梁,减少成胶的难度(即容易成胶),在铅酸电池电液(低pH值)里形成带正电荷的SiO2粒子的硫酸盐离子胶体。

但必须注意硫酸盐的浓度范围应控制在1.0 wt%~2.5 wt%,这样对电池在深度放电后的恢复有帮助。

另外,在完全放电状态下可以长期放置,硫酸盐可以降低PbSO4的溶解度(即所谓“同名离子”效应)。

4、硫酸盐类别(比如Na、Li、K……)对胶体影响较大,一般认为Li(锂水玻璃)成胶后析出液体少,胶稳定性好,强度约3㎜陷入深度,K次之,Na较差。

5、SiO2粒度与含量:较高的SiO2含量,孔径与孔体积都降低,通常SiO2含量影响胶体结构,SiO2浓度越低,就越可能得到最合适的孔率。

但还需要一定SiO2浓度去发展与保持一种稳定的胶体结构,其中也与配位数有关,配位数与SiO2总含量有关。

6、SiO2粒子大小:一般选用7~40nm,粒子大小对孔结构发挥着主要的影响,即大颗粒给出大孔,小颗粒给出小孔。

还必须注意低表面积的粗粒子会引起胶体强度降低。

因此最重要的是用合适粗细度的SiO2粒子,才能有合适的硅胶粒子。

六、国内外成胶法通常用3类原料来制备蓄电池用胶体:即(A)水玻璃;(B)气相法生产的SiO2;(C)胶态SiO2溶胶。

七、胶体的研制我们以液态SiO2溶胶为原料经八道工序全密封自动化流程生产胶体,产品命名为“LN型”系列,该产品执行Q/XP001-06标准。

液态SiO2溶胶的胶体结构形式与气相法SiO2的胶体结构不同,通常这种胶体取决于SiO2总浓度有关的一定配位数,即球型SiO2三维“聚集束”。

液态SiO2胶在5MH2SO4成胶过程,遵循通常的胶体碰撞(Col l:Sion)原理,即粒子首先是聚集,然后随时间的推移,形成硅氧(烷)键,在电池电液(低p H值)的硫酸溶液中,溶胶带正电荷,在彼此相邻的二氧化硅粒子之间的硫酸根离子(SiO4)起一种“桥”的作用,促进硅氧烷键的聚集反应,随着时间的推移,发生凝聚作用(聚集的发展与长大)这便是粒子间的“细颈”的形成,它是通过SiO2溶解与再沉淀作用的重排过程。

八、主要技术指标我们研制成功的LN-1型硫酸凝胶剂已达到纳米级别,是在七十年代国际胶体化学取得该产品的初步成果的基础上,研制成功的核心技术W3B稳定剂,克服了水化分层等缺陷,提高了胶体的触变性能。

在蓄电池活性物质的寿命期内,胶体不水解、不龟裂,形成的毛细网状结构具有内阻小的特点。

由于W3B稳定剂配方中化学成分的辅助作用,使蓄电池获得了容量突破,放电稳定,放电态搁置时间长等,给我国铅酸电池制作VRLA胶体蓄电池开创了条件。

高质量的胶体蓄电池用纳米电解剂(凝胶剂)的问世,可以一改铅酸蓄电池寿命低,维护不方便,污染环境,伤害人体衣物等缺点。

同时,可以保持原有价格低廉的优势(因寿命循环次数可以提高30 %~50 %),为社会节约数目可观的费用。

九、LN胶体蓄电池的电性能及变化用研制出来的LN型凝固剂配制成胶体电解液,然后灌注于制备好的铅蓄电池内,制成胶体蓄电池,以下称之为LN胶体蓄电池。

对这些LN胶体蓄电池进行试验,得出以下结果。

1、容量额定容量的比较,在五十年代初,胶体电池的额定容量比液体电池的低10%~15%,因为它用含高杂质的水玻璃生产的胶体电解液,其内阻也大于硫酸水溶液的内阻。

而到九十年代LN型凝胶剂采用了纳米技术,产品内加入某些添加剂使产品中的分子团3223与323粒子非常均匀,使电解液的内阻较小,而且电池也永不水化分层。

所以,采用LN型凝胶剂配制的电解液的AGM胶体电池的额定容量无损失,并且容量保持性大大提高。

2、低温放电硫酸电解液在低温状态下,粘度急剧变化,内阻显著增大,而AGM 胶体电池由于胶体具有较大热容量,低温起动性能反而比液体电池的好。

如-18ºC放电时,胶体电池比液体电池容量提高5%,-30ºC放电时,大约可提高10~15%,因此,可看出AGM胶体电池低温性能优于液体电池放电性能。

而且LN型凝胶剂采用了纳米技术和新型添加剂,所配制出来的胶体电解液的内阻较小,生产出来的蓄电池的低温放电性能就更好。

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