다공질 유리
Porous glass:붕규산염 유리 컵에 준안정 위상 분리(그런 그들의 시스템에서 SiO2-B2O3-Na2O로)중 하나인formed 단계의 액체 추출로 뒤를 쫓[1][2]은 졸겔 법을 통해 nanometre- 또는 micrometre-range 일반적으로 모공, 일반적으로 다음 과정에 포함된 다공성 유리는 유리, 또는 단순히 b.ysintering 유리 가루
다공질 유리의 특이적 특성과 상업적 가용성은 가장 광범위하게 연구되고 특징지어지는 비정질 고체 중 하나입니다.미세구조 모델링의 가능성으로 인해 다공성 유리는 모델 시스템으로서 높은 잠재력을 가지고 있습니다.이들은 견고하고 압축할 수 없는 실리카 네트워크로 인해 발생하는 높은 화학적, 열적 및 기계적 저항을 나타냅니다.1nm에서 원하는 값까지 다양한 모공 크기로 고품질로 생산할 수 있습니다.내부 표면을 쉽게 기능화할 수 있어 다공성 유리에 대한 광범위한 응용 분야를 열 수 있습니다.
다른 다공질 재료에 비해 다공질 유리의 또 다른 특별한 장점은 분말이나 입상뿐만 아니라 거의 모든 사용자가 정의한 모양과 질감으로 더 큰 조각으로 만들 수 있다는 것입니다.
역사
20세기 전반, 터너와 윙크스는 붕규산염 안경이 산에 의해 침출될 수 있다는 것을 발견했다.조사 결과 화학적 안정성은 열처리뿐만 아니라 밀도, 굴절률, 열팽창 및 점도에도 영향을 미치는 것으로 나타났다.1934년 Nordberg와[clarification needed] Hood는 알칼리 붕규산염 잔이 열처리될 경우 용해성(붕산나트륨 풍부)과 불용성(실리카 풍부) 단계로 분리된다는 것을 발견했습니다.미네랄산을 사용하여 추출함으로써 용해상을 제거하고 다공질 실리카 네트워크를 유지할 수 있습니다.추출 후의 소결공정에서는 석영유리에 근접하는 특성을 가진 실리카유리를 생성한다.이러한 고실리카 안경 제조는 VYCOR 공정으로 발표되었습니다.
정의.
과학 문헌에서 다공질 유리는 상분리 알칼리 붕규산염 유리의 산성 추출 또는 산성 및 알칼리 복합 추출에 의해 각각 제조되는 약 96%의 실리카를 함유하는 다공질 재료이며, 3차원 상호연결된 다공질 미세구조를 특징으로 한다.시판되는 다공질 유리에는 다공질 VYCOR-Glass(PVG) 및 Controlled Pore Glass(CPG)라는 용어가 사용됩니다.공극 구조는 신데틱 채널 시스템에 의해 형성되며 10~300m²/g의 특정 표면을 가지고 있습니다.다공질 안경은 상분리 알칼리보로실리카 안경의 산성 추출 또는 솔겔법에 의해 생성될 수 있다.제조 파라미터를 조절함으로써 매우 좁은 세공 크기 분포로 0.4~1000nm의 세공 크기를 가진 다공성 유리를 제조할 수 있다.불규칙한 입자(분말, 입상), 구체, 플레이트, 스틱, 섬유, 초박막, 튜브 및 링 등 다양한 주형을 생성할 수 있습니다.
제조업
다공질 유리의 반복 제조의 전제 조건은 구조 결정 및 구조 제어 매개변수에 대한 지식입니다.초기 유리의 구성은 구조 제어 매개 변수입니다.초기 유리 제조, 주로 냉각 공정, 열처리의 온도와 시간 및 후처리는 구조 결정 매개 변수입니다.나트륨보로실리카 유리에 대한 위상 다이어그램은 특정 유리 구성에 대한 혼합성 갭을 보여 줍니다.
임계 상한 온도는 약 760°C이고 하한 온도는 약 500°C입니다.O.S. Moltschanova는 이 용액의 정의를 정확히 설명한 최초의 사람이다.위상 분리의 경우 초기 유리 조성물은 3차 NaO-BO-SiO
2
2
3
2 유리 시스템의 혼합성 간격에 있어야 합니다.열처리에 의해 고붕산나트륨상과 실리카상의 스피노달 분해에 의해 발생하는 관입구조를 생성한다.이 절차를 1차 분해라고 합니다.이상선상에 있는 초기 유리조성물을 사용하면 거의 변형되지 않는 최대 분해가 가능하다.
두 상 모두 물, 미네랄산, 무기염 용액에 대한 저항성이 다르기 때문에 이들 배지의 나트륨이 풍부한 붕산염 상은 추출로 제거할 수 있다.최적의 추출은 액체 구조가 아닌 구조를 결합하는 초기 유리 조성 및 열처리가 선택되어야만 가능하다.텍스처는 분해 영역의 크기와 유형을 지시하는 초기 유리의 구성에 의해 영향을 받습니다.다공질 안경의 맥락에서 "질감"은 특정 모공 부피, 특정 표면, 모공 크기 및 다공성과 같은 특성을 의미합니다.또, 다공질 유리의 질감은, 추출 매체의 농도와 유체 대 고체의 비율에 의해서 영향을 받는다.새롭게 부상하는 분해 영역은 열처리의 시간과 온도에 따라 달라집니다.
또, 열처리의 시간과 온도가 높아지는 붕산나트륨이 풍부한 단계에서 콜로이드 실리카가 용해되고 있다.이 과정을 2차 분해라고 합니다.콜로이드 실리카는 추출 과정에서 매크로 모공에 축적되어 실제 모공 구조를 모호하게 합니다.알칼리성 용액에서 콜로이드 실리카의 용해도는 네트워크 실리카보다 높기 때문에 알칼리성 후처리로 제거할 수 있다.
적용들
높은 기계적, 열적 및 화학적 안정성, 작은 모공 크기 분포로 다양한 모공 크기 제조 및 다양한 표면 변형으로 인해 다양한 응용이 가능합니다.다공질 안경이 다양한 형태로 생산될 수 있다는 점도 산업, 의학, 약학 연구, 생명공학 및 센서 기술 분야에서 응용될 수 있는 또 다른 장점이다.
다공성 안경은 모공 크기 분포가 작기 때문에 재료 분리에 이상적입니다.이것이 그들이 가스 크로마토그래피, 박층 크로마토그래피, 친화 크로마토그래피 등에 사용되는 이유이다.다공질 유리 표면의 특정 개량에 의해 분리 문제에 대한 정지상의 적응이 가능하다.
생명공학에서 다공질 안경은 DNA의 세척과 효소나 미생물의 고정화에 도움이 된다.또한 50~300nm의 세공크기를 가진 제어된 세공유리(CPG)도 올리고뉴클레오티드의 합성에 매우 적합하다.본 발명의 적용에서는 링커, 뉴클레오시드 또는 비뉴클레오시드 화합물이 CPG 표면에 최초로 부착된다.생성된 올리고뉴클레오티드의 사슬 길이는 CPG의 모공 크기에 따라 달라집니다.
또한 다공질 유리 분말을 플라스틱으로 가공하여 복합체를 형성하는 임플란트, 특히 치과 임플란트 제조에 다공질 유리가 사용된다.예를 들어 치아 에나멜의 외관 및 경도 등 주변 조직에 광학 및 기계적 특성을 맞추기 위해 입자 크기와 모공 크기는 복합체의 탄성에 영향을 미친다.
다공질 안경을 혈소판 형태로 형성할 수 있는 기능에서 멤브레인 기술은 또 다른 중요한 응용 분야입니다.바다의 과잉 여과 – 그리고 "하류 과정"에서의 기수 및 극 여과는 두 가지에 불과합니다.또한 촉매의 운반체로 적합한 경우가 많습니다.예를 들어, 올레핀 – 메타세시스 – 시스템 금속 – 금속 산화물/다공질 유리 –에서 실현되었습니다.
다공질 유리는 높은 기계적, 열적, 화학적 안정성 때문에 멤브레인 원자로로도 사용될 수 있다.멤브레인 리액터는 제한된 균형 반응의 변환을 개선할 수 있으며, 한편 하나의 반응 생성물은 선택적인 멤브레인에서 제거된다.예를 들어 유리모관 내 촉매상 황화수소의 분해에서는 반응변환율이 유리모관 내보다 높았다.
「 」를 참조해 주세요.
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