納米SiO2作為一種新型無機材料，因其特殊的結(jié)構(gòu)，而被廣泛的應用在塑料、涂料、橡膠、陶瓷、粘結(jié)劑、電子封裝材料等領域。SiO2，又被稱為白炭黑，在自然界中廣泛存在，在地殼質(zhì)量中的占比約為12%。SiO2是硅的一種最重要的化合物，其水化物為硅酸（H2SiO3），SiO2是一種酸性氧化物。地球上主要存在無定型和結(jié)晶型兩種形態(tài)的SiO2，統(tǒng)稱為硅石。結(jié)晶型SiO2因其具有不同結(jié)構(gòu)的晶體而被分為方石英、鱗石英和石英。我們常說的水晶即為純石英，純石英一般為無色的透明晶體。當純石英摻雜了一些微量雜質(zhì)時，就是墨晶、茶晶、紫水晶。SiO2屬于原子晶體結(jié)構(gòu)，它是一種正四面體結(jié)構(gòu)，其中，Si原子在其中心位置，4個O原子位于它的4個頂角上，4個O和硅的4個價電子組合形成4個共價鍵，SiO2是表示其組成的最簡形式。硅藻土是一種白色粉末狀固體，其大多松軟、多孔、質(zhì)輕，具有很強的吸附性，其普遍存在于自然界中，屬于一種無定形的SiO2。人們常常利用其制造耐火材料、光導纖維、石英玻璃、陶瓷等。目前，制備納米SiO2方法主要包括物理法、氣相法、沉淀法、單質(zhì)硅法、和溶膠-凝膠法等。

　　1.物理法

　　物理法是指我們常說的機械粉碎法。其一般通過高能球磨機或者超級氣流粉碎機粉碎SiO2的聚集體，由此獲得超細產(chǎn)品，獲得的產(chǎn)品粒徑一般為1-5μm。雖然物理法具有簡單的工藝，但其容易使雜質(zhì)混入，難以控制其粉料特性，具有較低的制粉效率，并且由其制備的粒徑分布較寬。

　　2.氣相法

　　通過氣相法制得的二氧化硅，是一種無定形、松散、無污染、無毒的白色無機非金屬氧化物，通過此方法制得的SiO2不僅粒徑小，平均粒徑分布在0.30-10μm之間，還具有非常高的純度和良好的分散度，其比表面積在50-380m2/g之間。氣相SiO2因其具有納米效應，使得它在材料中具有很好的防流掛、觸變、消光、增稠、補強、及絕緣等性質(zhì)，在密封膠、膠粘劑、涂料、塑料、橡膠等高分子領域具有廣泛的應用。

　　在生產(chǎn)過程中，氣相SiO2不僅成本高，而且能源消耗大，其主要原料一般為有機硅或者無機硅的鹵化物，在氫氧火焰生成的水中進行高溫水解制得。目前世界主要采用或二者的混合物為原料，其制備的化學反應式如下：

　　3.沉淀法

　　沉淀法制備SiO2主要是通過在硫酸或者鹽酸中反應硅酸鈉（水玻璃）制得：

　　沉淀法制備SiO2雖然具有廉價、廣泛的原材料，但是此方法難以控制其孔徑形狀，并且制得的納米SiO2具有較寬的孔徑分布，所以其產(chǎn)品主要用來作為橡膠補強劑而應用在工業(yè)生產(chǎn)中。沉淀法制備SiO2不僅具有較大的吸水性，與氣相法相比，其耐熱性和電性能也較弱，并且當在其擠出成型的時候容易伴隨著發(fā)泡現(xiàn)象的產(chǎn)生，使得熱空氣難以發(fā)生硫化，相比于氣相法，補強效果較差。通過此方法制備的SiO2的比表面積一般為200m2/g，平均粒徑一般分布在2.0-25μm之間。沉淀法主要包括以下幾類技術(shù)：①碳酸化水玻璃從而制備SiO2；②混合堿金屬硅酸鹽和無機酸制備SiO2水溶膠，將其凝膠顆粒進行一系列的處理（干燥、洗滌、干燥、煅燒），然后得到SiO2；③利用有機溶劑SiO2，其具有高分散性能；④利用酸化劑與硅酸鹽水溶液反應得到其沉降物，經(jīng)過分離、干燥，從而制備出SiO2；⑤利用噴霧造粒技術(shù)制備非球型SiO2，其具有平滑的邊緣。

　　4.溶膠-凝膠法

　　溶膠-凝膠法是一種制備SiO2材料的最重要的方法，具有獨特的特點。溶膠-凝膠法一般以金屬醇鹽或無機鹽為原料，加入一定的催化劑讓其水解、縮聚，從而形成凝膠，然后將凝膠經(jīng)過陳化、干燥等后處理，制得不同需求的材料。通過溶膠-凝膠法制備納米SiO2，催化劑類型(酸或堿)的不同、硅酸酯的類型不同、醇的類型不同、反應物濃度不同以及反應溫度的高低都對會其粒徑產(chǎn)生不同的影響，通過調(diào)控這些影響因素可以制備出不同結(jié)構(gòu)的納米材料。

　　5.單質(zhì)硅法

　　在堿性條件下使單質(zhì)硅發(fā)生反應，調(diào)節(jié)產(chǎn)物的pH，經(jīng)過抽濾后制備其水分散液的方法被稱為單質(zhì)硅法。其反應式如下：

　　Si+OH-+H2O→SiO32-+H2↑（1-4）

　　制得的產(chǎn)物w(SiO2)=25%-30%，在其水分散液(pH=9)中，納米SiO2顆粒的粒徑為8-15nm。經(jīng)過一系列的表征分析可知，其制備的納米SiO2是一種穩(wěn)定的非晶態(tài)物質(zhì)，納米SiO2會發(fā)生團聚，所以要想對其加以利用，必須對其進行改性。