白炭黑，又稱為水合二氧化硅或者膠體二氧化硅，分子式為SiO_2-x•nH₂O(x=0.4-0.8)，是一種白色、無毒、無定形的多孔性物質。一次結構的粒徑約為16-40nm，比表面積約為 40-170m²•g^-1，比重約2.319-2.653，熔化溫度為1750℃，不溶于水和溶劑，溶于強堿和氫氟酸，具有質輕、耐高溫、化學穩定性好、不燃、電絕緣性好等優異性能。
        白炭黑的粒子與炭黑的粒子有些相似,呈球形,粒子之間互相接觸,互相接觸的粒子連鎖呈聯枝狀。鍵枝結構彼此以氫鍵力互相作用,形成一團團的聚集體網形立體結構,常稱之為二次結構。這種二次結構受到外力拉開或被破壞后又可重新形成聚集。白炭黑的結構大小程度常用它的吸油值來表示,結構越大,吸油值越大,吸油值大,其微粒小,比表面積大。顯微鏡觀察表明,白炭黑具有似葡萄串一樣的聚集體,具有較高比表面積。X-射線衍射圖證明,白炭黑的整體結構為無定形態,但不同方法制得的白炭黑,其無定形結構有一定的差別。
        白炭黑微粒直徑很小,一次粒子粒徑大約在0.01-1mm范圍,其細小微粒表面有不同的羥基存在,故顯示出親水性。紅外光譜研究證實,白炭黑粒子表面輕基有3種類型,隔離羥基、相鄰羥基、硅氧基。

        白炭黑分子結構中的-Si-O-活性與其所處的位置有關,處于結構中心的-Si-O-鍵具有極性,結合能力大;處于微粒表面的-Si-O-鍵活性大,能與其他分子發生力的結合作用。白炭黑表面的-Si-O-基團具有很強的活性,易于與其周圍離子鍵合而起到補強作用。就化學組成而言,白炭黑表面的特點是有一層均勻的硅氧烷和硅烷醇基團,這些基團具有強烈的吸水性。硅烷醇易于進行化學反應,從而使白炭黑表面比較容易被改性。這些特殊的結構及理化特性,使白炭黑具有優良的耐酸、耐堿、耐高溫和電絕緣性、吸收性、分散性、增稠性、觸變性及削光性等性能。
        目前，白炭黑的生產方法主要有氣相法和沉淀法兩種，此外還有在醇介質中以氨水水解正硅酸乙酯合成二氧化硅的溶膠-凝膠法和在微乳液系統下水解正硅酸乙酯制備二氧化硅的微乳液法。氣相法白炭黑是用四氯硅烷或甲基三氯硅烷等在氫氧焰中經高溫水解制得的一種無定形二氧化硅，這種二氧化硅粒徑小、比表面積大、分散性及補強性能好，但是氣相法設備成本高，能耗大且產品價格昂貴，因此限制了其更廣泛的應用。沉淀法白炭黑是以硅酸鹽和無機酸為原料利用中和沉淀反應制備疏松、細分散的納米二氧化硅，該方法設備簡單，原料來源廣及易于工業化，所制得的白炭黑雖然粒徑較大且含羥基較多，但是補強性能好且價廉，因此在橡膠工業中應用廣泛。
        白炭黑具有的許多獨特性能,因而主要在橡膠用作補強劑,其用量已占總用量70%,隨著白炭黑應用領域的不斷開發,非橡膠領域的應用正在獲得廣泛的應用。在國外,非橡膠領域的用量已上升到總用量的四分之一,并且不見衰減。沉淀法白炭黑主要用作橡膠補強劑、塑料的填充劑、紙張的上膠劑、牙膏的摩擦劑、涂料和油墨的消光劑和增稠劑、防結塊劑以及作為載體等。氣相法白炭黑因其價格昂貴,在橡膠行業僅用于硅橡膠的補強,用于涂料、電子、粘接劑等行業中,其性能比沉淀法白炭黑更好。