硅溶膠是指納米二氧化硅顆粒在水或溶劑中的分散體系。它具有大比表面積、高吸附、高分散性(幾納米到幾十納米)、高防火絕緣等優(yōu)良性能。由于硅溶膠中的SiO2含有大量的水和羥基，所以硅溶膠也可以表示為SiO2·nH2O。硅溶膠的許多優(yōu)良性能使其得到了廣泛的應用。
通過表面改性，可使硅溶膠中的硅粒子均勻分散在聚合物中，提高材料的穩(wěn)定性。硅溶膠中納米sio2的改性不同于粉體中的無機顆粒，其改性是在溶膠中進行的，在整個改性過程中都要保證顆粒的單分散和穩(wěn)定性。
用金屬鹽對硅溶膠進行改性，制備出高濃度、穩(wěn)定的硅溶膠，可用于造紙領域。具有高比表面積的硅溶膠可以作為助留劑。與傳統(tǒng)助留劑相比，二氧化硅顆粒可以提高助留率，改善濾水性能，而不會破壞助留劑的形成。常見的金屬鹽改性硅溶膠有:鋁改性硅溶膠和硼改性硅溶膠。鋁改性硅溶膠是一種含鋁聚硅酸鹽，聚硅酸鹽對鋁離子具有特殊的反應能力和吸附能力。硼改性硅溶膠一般用作硼硅酸鹽玻璃和硼硅酸鹽礦物。硼改性硅溶膠顆粒體系的效果優(yōu)于鋁改性硅溶膠顆粒體系。
硅烷偶聯劑是一種常見的硅溶膠改性劑、偶聯劑硅烷(關鍵)組織的機制的一部分分子與硅膠表面的硅粒子形成了強大的束縛,和硅膠表面的硅粒子通過選擇一種有機官能團能有效改善表面性質和反應。常用的改性方法有后改性和原位改性。后改性法廣泛應用于硅溶膠的改性，是一種兩步法。首先用傳統(tǒng)方法制備硅溶膠，然后將硅烷偶聯劑與硅溶膠表面的硅羥基共價結合，從而達到改性的目的。原位改性是硅溶膠相對于后改性的另一種改性方法。與后改性方法相比，有機硅可以均勻分散在合成的溶膠中，同時減少了反應過程。兩者都有各自的優(yōu)點和缺點，又相互補充。
硅溶膠中硅納米粒子的表面改性已成為材料研究的熱點。首先，與普通的硅溶膠相比，改性后的硅溶膠的性能得到了更好的提高，如良好的疏水性和穩(wěn)定性，特別是在復合材料的應用上，硅溶膠的表面改性使硅顆粒與有機物有更好的相容性。其次，表面改性將使硅溶膠在耐高溫材料、光電材料和生物材料等先進領域有更大更好的發(fā)展。
