硅藻土功能化及其應用
關鍵詞：硅藻土 功能化 非共價修飾 共價修飾 化學轉化
摘要：硅藻土是一種天然無機非金屬礦物材料,具有獨特的多級孔道結構,已在部分化工、建材領域獲得實際應用。但硅藻土本征比表面積較小(18~28 m 2/g),導致其應用受限。通過對硅藻土進行功能化改性,可以賦予硅藻土材料特定的理化性質,進而改善其環境治理效果,同時使其有望應用于能源及生物工程等領域。因此,對硅藻土進行功能化改性處理已成為目前人們研究的熱點。近年來,硅藻土功能化的研究主要集中于非共價修飾硅藻土、共價修飾硅藻土和對硅藻土的化學轉化三方面。非共價修飾硅藻土多為納米金屬氧化物、金屬含氧酸鹽等修飾硅藻土,合成的硅藻土復合材料主要應用于環境治理和能源領域。共價修飾硅藻土主要是基于硅藻土內硅氧四面體和表面數量眾多的硅羥基通過Si-O共價鍵連接表面功能單體。而功能單體又分為硅酸鹽和硅烷偶聯劑兩種。其中,硅烷偶聯劑一端接枝于硅藻土表面硅羥基,另一端可繼續接枝其他有機官能團,極大地豐富了硅藻土復合材料表面官能團的種類,使其具有更加優異的性能。共價修飾硅藻土在能源、傳感器、環境治理領域均有應用。硅藻土的化學轉化則以硅藻土為硅源,將其轉化為具有硅藻土三維結構的單質Si,應用于能源、生物工程領域。硅藻土功能化是實現硅藻土在新興領域應用的關鍵,基于硅藻土功能化修飾的研究在提高硅藻土應用水平的同時,可以促進新興領域的發展。本文歸納了近年來國內外硅藻土功能化的研究進展,詳細介紹了三種功能化方法,并分析了相應功能化硅藻土在不同領域的應用情況,以期為硅藻土功能化方法的研究及新應用領域的拓展提供參考。
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