二氧化硅納米顆粒表面存在大量的不同狀態(tài)的羥基不飽和殘鍵,親水疏油,易于團(tuán)聚,必須要對其進(jìn)行功能化改性,以提高性能及應(yīng)用范圍。
二氧化硅納米顆粒的表面修飾可以根據(jù)表面羥基與修飾劑之間是否存在化學(xué)反應(yīng)將其分為兩大類:物理修飾和化學(xué)修飾。物理修飾是改變了二氧化硅表面的羥基比例,而化學(xué)修飾需要改變納米粒子的化學(xué)特性。
聚合物或無機(jī)物對二氧化硅納米顆粒進(jìn)行的吸附、包覆、涂敷等物理作用是物理改性的主要途徑。二氧化硅納米顆粒表面的羥基官能團(tuán)與修飾劑無離子鍵或共價鍵的結(jié)合,是通過氫鍵、范德華力或配位過程相互作用進(jìn)行的,所以物理改性是一種物理吸附的修飾。
表面沉積法是二氧化硅納米顆粒進(jìn)行物理修飾的主要方法,包覆層是通過物質(zhì)沉積到二氧化硅納米顆粒的表面,此過程沒有化學(xué)結(jié)合。
制備性能優(yōu)異的納米材料并廣泛應(yīng)用是最終的目的,所以在改性過程中物理、化學(xué)同步改性也成為了可能。為了獲得粒徑小、表面能高的二氧化硅納米顆粒,并且使納米顆粒與有機(jī)體系中的有機(jī)鏈緊密結(jié)合,可以把已經(jīng)合成的硅溶膠直接加入到需要改性的有機(jī)體系中,也可以在制備二氧化硅納米顆粒的過程中加入需要修飾的有機(jī)物。