近日，中科院化学所高分子物理与化学实验室邱东课题组发展了一种类似传统种子乳液聚合的二氧化硅种子生长策略，能够通过进料前体/晶种比率精确控制所得胶体二氧化硅的尺寸，从而实现出色的批次间重现性；并且显着降低了单分散颗粒的成本，有望实现规模化生产。该成果发表在化学工程期刊Chem. Eng. J. (2023, 456, 141125)，论文地址：

https://doi.org/10.1016/j.cej.2022.141125

单分散二氧化硅胶体颗粒在理论研究以及先进工业制造中有着广泛且不可替代的应用。虽然借助传统的溶胶-凝胶法在实验室层面上已经可以实现不同粒径单分散二氧化硅胶体颗粒的小批量制备，但是这些实验室成果向工业化大规模生产转化时仍面临着一个亟待解决的问题，即如何精确控制二氧化硅胶体颗粒的尺寸以保证批间可重现性，进而才能实现规模化制备给定尺寸的单分散二氧化硅胶体颗粒。

化学计量式种子生长策略用于批量定制单分散二氧化硅胶体颗粒

课题组提出了一种化学计量种子生长策略，以使用商用胶体二氧化硅作为种子来制造单分散颗粒。通过对前体水解的精细控制，二次成核被完全抑制，确保前体在种子颗粒表面的排他性凝聚。较高的反应温度促进原硅酸四乙酯（TEOS）水解产物的彻底缩合，产生均匀的Si形态，用于准确的化学计量预测。同样，也实现了单分散胶体的完美批次间再现性，并且给定尺寸的单分散胶体的生产能力仅通过批次复制变得无限。从这个意义上说，阻碍单分散胶体颗粒大规模应用的最显着障碍已经不复存在。

编译整理 YUXI

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