硅藻土功能化及其應(yīng)用
關(guān)鍵詞：硅藻土 功能化 非共價(jià)修飾 共價(jià)修飾 化學(xué)轉(zhuǎn)化
摘要：硅藻土是一種天然無機(jī)非金屬礦物材料,具有獨(dú)特的多級(jí)孔道結(jié)構(gòu),已在部分化工、建材領(lǐng)域獲得實(shí)際應(yīng)用。但硅藻土本征比表面積較小(18~28 m 2/g),導(dǎo)致其應(yīng)用受限。通過對(duì)硅藻土進(jìn)行功能化改性,可以賦予硅藻土材料特定的理化性質(zhì),進(jìn)而改善其環(huán)境治理效果,同時(shí)使其有望應(yīng)用于能源及生物工程等領(lǐng)域。因此,對(duì)硅藻土進(jìn)行功能化改性處理已成為目前人們研究的熱點(diǎn)。近年來,硅藻土功能化的研究主要集中于非共價(jià)修飾硅藻土、共價(jià)修飾硅藻土和對(duì)硅藻土的化學(xué)轉(zhuǎn)化三方面。非共價(jià)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(fù)合材料主要應(yīng)用于環(huán)境治理和能源領(lǐng)域。共價(jià)修飾硅藻土主要是基于硅藻土內(nèi)硅氧四面體和表面數(shù)量眾多的硅羥基通過Si-O共價(jià)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(lián)劑兩種。其中,硅烷偶聯(lián)劑一端接枝于硅藻土表面硅羥基,另一端可繼續(xù)接枝其他有機(jī)官能團(tuán),極大地豐富了硅藻土復(fù)合材料表面官能團(tuán)的種類,使其具有更加優(yōu)異的性能。共價(jià)修飾硅藻土在能源、傳感器、環(huán)境治理領(lǐng)域均有應(yīng)用。硅藻土的化學(xué)轉(zhuǎn)化則以硅藻土為硅源,將其轉(zhuǎn)化為具有硅藻土三維結(jié)構(gòu)的單質(zhì)Si,應(yīng)用于能源、生物工程領(lǐng)域。硅藻土功能化是實(shí)現(xiàn)硅藻土在新興領(lǐng)域應(yīng)用的關(guān)鍵,基于硅藻土功能化修飾的研究在提高硅藻土應(yīng)用水平的同時(shí),可以促進(jìn)新興領(lǐng)域的發(fā)展。本文歸納了近年來國內(nèi)外硅藻土功能化的研究進(jìn)展,詳細(xì)介紹了三種功能化方法,并分析了相應(yīng)功能化硅藻土在不同領(lǐng)域的應(yīng)用情況,以期為硅藻土功能化方法的研究及新應(yīng)用領(lǐng)域的拓展提供參考。
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