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纳米SiO_2的表面修饰及应用研究进展
一、引言
纳米材料已经成为材料科学界和纳米技术应用领域的研究热点。纳米SiO2是一种常见的纳米材料，它有着广泛的应用领域。然而，由于纳米SiO2的表面特性,需要对其进行修饰才能更好地实现其在应用中的优势的使用。本文主要对纳米SiO2的表面修饰及其应用研究进展进行综述，以期为该领域的研究提供一些新的思路和方向。
二、纳米SiO2的表面修饰
1.有机功能化修饰
有机功能化修饰是一种常用的方法，它可以使SiO2表面负载有机物，从而增加其表面活性，使其在溶液中更容易分散和吸附。有机功能化SiO2通常通过Si-O-C键来实现化学接合。比如，用3-茂基三甲氧基硅烷和SiO2反应可以得到茂基修饰的SiO2。
2.无机功能化修饰
无机功能化修饰可以增强纳米SiO2的稳定性和亲水性。常见的无机功能化修饰方法是将硅酸钠或硅酸二乙酯加入SiO2反应容器中，反应后得到的产物具有更好的水溶性和分散性。
3.聚合物修饰
聚合物修饰可以将SiO2表面修饰为具有特定功能或特性的高分子材料。例如，可以将甲基丙烯酸羟乙酯等高分子修饰在SiO2表面，形成具有特定功能的光催化剂。
三、纳米SiO2的应用研究进展
纳米SiO2在材料、生物医药、环境保护、催化剂等许多领域都有广泛的应用。
1.材料领域
纳米SiO2可用于制备阻燃材料、催化剂载体、橡胶填料等。在橡胶填料方面,范德瓦尔斯作用是SiO2在橡胶中以集群形式分散的主要方式，SiO2的平均粒径越小，范德瓦尔斯作用强度越大，将有助于增强纳米填料的增强效果。
2.生物医药领域
纳米SiO2可以用作药物载体，通过表面修饰可以实现药物的缓释和定向释放。同时，纳米SiO2表面羟基可以与生物分子发生作用，实现SiO2与生物分子的相互作用，因此可以应用于细胞成像、免疫诊断、治疗以及细胞分离分析等方面。
3.环境保护领域
纳米SiO2可用于油污染物的吸附和去除，可制备纳米SiO2/石墨烯纳米材料用于油污染物的吸附。此外，纳米SiO2也可以用于土壤和水污染物的处理。
4.催化剂领域
纳米SiO2是制备催化剂的常用载体，通过表面修饰，可以实现催化剂的特定活性和稳定性。例如，将Cu、Pt和Pd等纳米材料负载在纳米SiO2上，可以有效地提高CO氧化反应的活性和稳定性。
四、结论
纳米SiO2作为一种常见的纳米材料，具有很高的研究价值和应用潜力。纳米SiO2的表面修饰可以通过有机功能化修饰、无机功能化修饰和聚合物修饰等方法来实现。同时，纳米SiO2在材料、生物医药、环境保护、催化剂等领域都有广泛的应用。随着纳米材料的不断发展和进步，人们对纳米SiO2的研究也将不断深入，其应用前景也将更加广阔。