золь-гель процесс


золь-гель процесс
Термин
золь-гель процесс
Термин на английском
Синонимы
Аббревиатуры
Связанные термины
аэрогель, амбигель, золь, золь-гель переход, стимулированный замораживанием, нанопорошок, Печини, метод, криогель, ксерогель, гель
Определение
Технология материалов, в том числе наноматериалов, включающая получение золя с последующим переводом его в гель, т. е. в коллоидную систему, состоящую из жидкой дисперсионной среды, заключенной в пространственную сетку, образованную соединившимися частицами дисперсной фазы.
Описание

Общее название «золь-гель процесс» объединяет большую группу методов получения (синтеза) материалов из растворов, существенным элементом которых является образование геля на одной из стадий процесса. В основе наиболее известного варианта золь-гель процесса лежат процессы контролируемого гидролиза соединений, обычно алкоксидов M(OR)x (M = Si, Ti, Zr, V, Zn, Al, Sn, Ge, Mo, W и др) или соответствующих хлоридов, в водной или органической, чаще спиртовой, среде.

На первой стадии золь-гель процесса реакции гидролиза и поликонденсации приводят к образованию коллоидного раствора - золя -частиц гидроксидов, размер которых не превышает несколько десятков нм. Увеличение объемной концентрации дисперсной фазы или иное изменение внешних условий (рН, замена растворителя) приводят к интенсивному образованию контактов между частицами и образованию монолитного геля, в котором молекулы растворителя заключены в гибкую, но достаточно устойчивую трехмерную сетку, образованную частицами гидроксидов. Концентрирование золей с последующим гелеобразованием осуществляют путем диализа, ультрафильтрации, электродиализа, упаривания при относительно низких температурах или экстракции.

Исключительно важную роль в золь-гель процессе играют процессы удаления растворителя из геля (сушки). В зависимости от метода их осуществления могут быть получены различные продукты синтеза (ксерогели, амбигели, криогели, аэрогели), свойства которых описаны в соответствующих разделах. Общими особенностями этих продуктов являются сохранение наноразмеров структурных элементов и достаточно высокие значения удельной поверхности (сотни м2/г), хотя объемная плотность может отличаться в сотни раз. Большинство продуктов золь-гель синтеза используется в качестве прекурсоров при получении оксидных нанопорошков, тонких пленок или керамики. Золь-гель метод эффективен также для получения ксерогелей с выраженной квазиодномерной структурой. Так, например, ксерогель V2O5·nH2O является основой для синтеза нанотрубок оксида ванадия.

К разновидностям золь-гель метода некоторые авторы относят полимер-гель процесс, в котором образование геля достигается введением в исходный раствор водорастворимого полимера с последующим упариванием, и метод Печини (цитрат-гель) . Сублимационная или сверхкритическая сушка полимерных гелей с последующей термообработкой в инертной атмосфере используется для получения углеродных криогелей и аэрогелей.

Авторы
  • Гусев Александр Иванович, д.ф.-м.н.
  • Шляхтин Олег Александрович, к.х.н.
Ссылки
  1. А. И. Гусев. Наноматериалы, наноструктуры, нанотехнологии. Изд. 2-е, исправленное и до-полненное. Москва: Наука-Физматлит, 2007. 416 с.
  2. http://en.wikipedia.org/wiki/Sol-gel
  3. J. Phalippou, Sol-Gel: a low tempeature process for the materials of the new millenium. http://www.solgel.com/articles/
  4. C.J. Brinker and G.W. Scherer, Sol-Gel Science: The Physics and Chemistry of Sol-Gel Processing. Academic Press, 1990
Иллюстрации
Теги
Разделы
Золь-гель-технологии
Методы формирования наноматериалов
Объекты традиционных технологий («нанопорошки», нанопористые материалы, золи, гели, эмульсии, наногетерогенные полимеры и т.д.)
Технология

Энциклопедический словарь нанотехнологий. — Роснано. 2010.

Смотреть что такое "золь-гель процесс" в других словарях:

  • ЗОЛЬ-ГЕЛЬ ПРОЦЕСС — (гелевая технология), технология получения материалов с определенными хим. и физ. мех. св вами, включающая получение золя и послед. перевод его в гель. З. г. п. используют при произ ве неорг. сорбентов, катализаторов и носителей катализаторов,… …   Химическая энциклопедия

  • ЗОЛЬ-ГЕЛЬ-ПРОЦЕСС — получение однородных микросферич. порошков оксидов; включает стадии приготовления золя, его диспергирования в виде капель в водоотнимающем растворителе, превращения капель золя в твёрдые части геля, высушивания и прокаливания частиц. З. г. п.… …   Большой энциклопедический политехнический словарь

  • золь-гель переход, стимулированный замораживанием — Термин золь гель переход, стимулированный замораживанием Термин на английском freeze gelation Синонимы freeze thawing Аббревиатуры Связанные термины золь, золь гель переход, золь гель процесс, гель Определение фазовый концентрационный переход… …   Энциклопедический словарь нанотехнологий

  • золь-гель переход — Термин золь гель переход Термин на английском sol gel transition Синонимы Аббревиатуры Связанные термины амбигель, золь гель переход, стимулированный замораживанием, коагуляция, нанопорошок, коллоидная система Определение Процесс структурирования …   Энциклопедический словарь нанотехнологий

  • Золь-гель-технологии — Статьи"мокрая" химия"мягкая" химияамбигельгельгибридные материалызоль гель переходзоль гель переход, стимулированный замораживаниемзоль гель процесскоагуляцияколлоидная системаколлоидная химияколлоидный раствор …   Энциклопедический словарь нанотехнологий

  • ЗОЛЬ-ГЕЛЬ ТЕХНОЛОГИЯ — (процесс) получение однородных тонкодисперсных сферических порошков, включает стадии получения золя, его дисперсирования в виде капель в водоотнимающем растворе, превращения капель золя в твёрдые части геля, высушивания и прокаливания частиц. З.… …   Большая политехническая энциклопедия

  • гель — Термин гель Термин на английском gel Синонимы Аббревиатуры Связанные термины аэрогель, амбигель, золь, золь гель переход, стимулированный замораживанием, золь гель процесс, коагуляция, коллоидная химия, критическая концентрация мицеллообразования …   Энциклопедический словарь нанотехнологий

  • золь — Термин золь Термин на английском sol Синонимы лиозоль, аэрозоль, коллоидный раствор Аббревиатуры Связанные термины амбигель, золь гель переход, стимулированный замораживанием, золь гель процесс, коагуляция, коллоидная химия, коллоидный раствор,… …   Энциклопедический словарь нанотехнологий

  • Лазерная нанокерамика — Эта статья предлагается к удалению. Пояснение причин и соответствующее обсуждение вы можете найти на странице Википедия:К удалению/17 октября 2012. Пока процесс обсужден …   Википедия

  • амбигель — Термин амбигель Термин на английском ambigel Синонимы Аббревиатуры Связанные термины аэрогель, золь, золь гель переход, золь гель процесс, ксерогель, гель Определение Продукт сушки водного или органического геля при атмосферном давлении,… …   Энциклопедический словарь нанотехнологий


Поделиться ссылкой на выделенное

Прямая ссылка:
Нажмите правой клавишей мыши и выберите «Копировать ссылку»

We are using cookies for the best presentation of our site. Continuing to use this site, you agree with this.