二氧化硅的制备国内外研究现状

纳米二氧化硅更是在纳米行业里有着举足轻重的作用。目前我国在纳米行业已经有了丰硕的建树,但是在纳米二氧化硅领域还存在一定的短板。


硅在自然界中的存有量非常大,他是地壳中仅次于氧的元素,但是在自然界中硅很少有单质形式存在,一般都存在于硅酸盐中。硅是地壳中第二丰富的元素。[9]根据2016-2022年中国二氧化硅行业发展研究分析与发展趋势预测报告显示,最近几年以来中国的二氧化硅的产量呈现出飞速的发展趋势,至2014年底,全球二氧化硅的产量约420万吨,中国的产量接近250万吨,在全球总产量中占到59.5%。作为二氧化硅的消费大国,中国在二氧化硅的消费上达到每年百万吨,并且这个数值还在持续的增长。[10]

1、二氧化硅行业发展趋势

(1)行业的整体规模扩大

从我国的二氧化硅的消费方面来看,橡胶行业基本是二氧化硅的主要消费生力军,橡胶制品中使用的二氧化硅的使用量占二氧化硅消费市场总量的70%。而橡胶最大的消费就在轮胎上,当前世界航众多国家已经在推行绿色轮胎政策,绿色轮胎必然会占据轮胎市场的很大份额。[11]绿色轮胎市场的快速扩张将不可避免地导致硅石需求的增加。

(2)生产越来越趋于专业化

目前我国在制备二氧化硅的方面存在一定的缺陷,包括产品工艺和产品的生产设备。当前我国采用的最多的是沉淀法制备二氧化硅,为了达到国际二氧化硅的要求,在工业生产中必须严格控制每一个细节,实现在每一个变量都可以达到精准的调控。所以为了在上述工业生产中能达到国际指标要求,还需要一些核心部件的独立生产。在牙膏,高分子材料等的二氧化硅产品中,对二氧化硅的要求较高,需要通过理论和大量的试验结合才能达到稳定生产的目标。随着国家对环保越来越高的要求,环保无毒的二氧化硅必然将在社会发展中发挥其不可替换的作用。[10-12]

(3)逐渐向环保方向发展

二氧化硅的制备属于化工企业,而现在由于国家对环保政策的加强,化工行业的发展受到了一些限制,所以在探索绿色环保的材料上就必须付出加倍的努力。而二氧化硅的生产中必然会产生一些对环境有害的物质,所以探索绿色环保的二氧化硅制备工艺是当前的重点。

(4)企业趋于规模化

单一的二氧化硅制品企业,在环保及原材料方面的双重打击之下,承受着较大的风险。而具有大规模的二氧化硅企业,可以做到从原材料到成品的产业链,相对于单一制品企业就会有较少的风险,可以保障各个关节的原材料供给。这也导致了二氧化硅产品公司和产业链的规模。

2、二氧化硅纳米粒子在生活和生产中的使用

(1).在橡胶制品中的使用

2015年3月,中国橡胶协会发布了“绿色轮胎原材料推荐指南”,其中提到在车辆轮胎中使用二氧化硅。中国顺应绿色型环保轮胎潮流,大力开发此类轮胎。伴随着中国的飞速发展,汽车行业的发展最为明显,在其必需品轮胎的使用也就相对有了大量需求,所以二氧化硅也就有了很大的发展空间。随着政府对环保方面越来越严格的把控,在轮胎生产的过程中,炭黑也将慢慢被淘汰,取而代之的将是更环保的二氧化硅。并且在价格方面,炭黑的价格主要是跟石油的价格有关,而近几年石油的价格一直处于上升趋势,这时候二氧化硅的价格就相对比较优惠了,二氧化硅的主要原料都是矿物质,不会在生产过程中不会消耗碳资源,因此,用二氧化硅替代二氧化碳是社会进步和发展的必然结果。

(2)饲料和农业中的应用

二氧化硅具有很强的吸附性,在牲畜饲料中添加可以增加吸附性,例如在维生素c的吸收中起到了很好的效果。我国近几年来的畜牧业一直保持着平稳的增长趋势,这也就使得二氧化硅在饲料使用中的量得到增加,对促进畜牧业发展具有一定作用。在农业市场中,二氧化硅主要在农药中使用,因为二氧化硅具有很好的吸附性和韧性,可以在农药中用作激素农药的载体,同时二氧化硅可以避免粉状农药结块,在湿性粉剂农药中,二氧化硅又可以作为保湿剂。中国是农业大国,所以对农药的使用量业巨大,二氧化硅在这一领域也将发挥其特有的性质。