近日，中科院化學所高分子物理與化學實驗室邱東課題組發展了一種類似傳統種子乳液聚合的二氧化硅種子生長策略，能夠通過進料前體/晶種比率精確控制所得膠體二氧化硅的尺寸，從而實現出色的批次間重現性；并且顯著降低了單分散顆粒的成本，有望實現規模化生產。該成果發表在化學工程期刊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工業制造中有著廣泛且不可替代的應用。雖然借助傳統的溶膠-凝膠法在實驗室層面上已經可以實現不同粒徑單分散二氧化硅膠體顆粒的小批量制備，但是這些實驗室成果向工業化大規模生產轉化時仍面臨著一個亟待解決的問題，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性，進而才能實現規模化制備給定尺寸的單分散二氧化硅膠體顆粒。

化學計量式種子生長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計量種子生長策略，以使用商用膠體二氧化硅作為種子來制造單分散顆粒。通過對前體水解的精細控制，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。較高的反應溫度促進原硅酸四乙酯（TEOS）水解產物的徹底縮合，產生均勻的Si形態，用于準確的化學計量預測。同樣，也實現了單分散膠體的完美批次間再現性，并且給定尺寸的單分散膠體的生產能力僅通過批次復制變得無限。從這個意義上說，阻礙單分散膠體顆粒大規模應用的最顯著障礙已經不復存在。

編譯整理 YUXI

本文為粉體圈原創作品，未經許可，不得轉載，也不得歪曲、篡改或復制本文內容，否則本公司將依法追究法律責任。