近日，中科院化學(xué)所高分子物理與化學(xué)實(shí)驗(yàn)室邱東課題組發(fā)展了一種類似傳統(tǒng)種子乳液聚合的二氧化硅種子生長(zhǎng)策略，能夠通過(guò)進(jìn)料前體/晶種比率精確控制所得膠體二氧化硅的尺寸，從而實(shí)現(xiàn)出色的批次間重現(xiàn)性；并且顯著降低了單分散顆粒的成本，有望實(shí)現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)。該成果發(fā)表在化學(xué)工程期刊Chem. Eng. J. (2023, 456, 141125)，論文地址：

https://doi.org/10.1016/j.cej.2022.141125

單分散二氧化硅膠體顆粒在理論研究以及先進(jìn)工業(yè)制造中有著廣泛且不可替代的應(yīng)用。雖然借助傳統(tǒng)的溶膠-凝膠法在實(shí)驗(yàn)室層面上已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)不同粒徑單分散二氧化硅膠體顆粒的小批量制備，但是這些實(shí)驗(yàn)室成果向工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)轉(zhuǎn)化時(shí)仍面臨著一個(gè)亟待解決的問(wèn)題，即如何精確控制二氧化硅膠體顆粒的尺寸以保證批間可重現(xiàn)性，進(jìn)而才能實(shí)現(xiàn)規(guī)模化制備給定尺寸的單分散二氧化硅膠體顆粒。

化學(xué)計(jì)量式種子生長(zhǎng)策略用于批量定制單分散二氧化硅膠體顆粒

課題組提出了一種化學(xué)計(jì)量種子生長(zhǎng)策略，以使用商用膠體二氧化硅作為種子來(lái)制造單分散顆粒。通過(guò)對(duì)前體水解的精細(xì)控制，二次成核被完全抑制，確保前體在種子顆粒表面的排他性凝聚。較高的反應(yīng)溫度促進(jìn)原硅酸四乙酯（TEOS）水解產(chǎn)物的徹底縮合，產(chǎn)生均勻的Si形態(tài)，用于準(zhǔn)確的化學(xué)計(jì)量預(yù)測(cè)。同樣，也實(shí)現(xiàn)了單分散膠體的完美批次間再現(xiàn)性，并且給定尺寸的單分散膠體的生產(chǎn)能力僅通過(guò)批次復(fù)制變得無(wú)限。從這個(gè)意義上說(shuō)，阻礙單分散膠體顆粒大規(guī)模應(yīng)用的最顯著障礙已經(jīng)不復(fù)存在。

編譯整理 YUXI

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