溶胶_凝胶_Sol_Gel_法的原理_工艺及其应用.pdfVIP

第30卷第4期 河北化工 Vol.30No.4 2007年 04月 Apr.2007 溶胶－凝胶（Sol-Gel）法的原理、工艺及其应用 12 王 茜 , （1.天津大学，天津 300172；2.天津滨海职业学院,天津 300451） [ ]介绍了溶胶－凝胶法的发展历史及特点，说明了溶胶－凝胶法的原理及工艺过程，指出了溶胶－凝胶法在一些领 摘 要 域的应用及未来的发展趋势。 [ ]溶胶－凝胶法；原理；工艺；应用 关键词 [ ]O648 [ ]A [ ]1003-5095(2007）04-0025-03 中图分类号 文献标识码 文章编号 n+ 近年来，人们将新材料开发研究的重点逐渐向复 时电离析出的M又可以形成氢氧桥键合。 合化、精度化和功能化发展。1971年H.Dislich用溶 水解反应是可逆反应，如果在反应时排除掉水和 胶－凝胶法制备多组分玻璃的报道以来，引起了无机 醇的共沸物，则可以阻止逆反应进行，如果溶剂的烷 [1] 材料科学界对溶胶－凝胶法的极大兴趣和注意 。该方 基不同于醇盐的烷剂，则会产生转移酯化反应，这些 法可以合成块状，纤维状和薄膜状等材料。溶胶－凝 反应对合成多组分氧化物是非常重要的。 胶法合成薄膜材料的主要特点是能够从分子水平设 2.2 聚合反应 计和控制材料；可以对大面积和形状复杂的基板涂 硅、磷、硼以及许多金属元素，如铝、钛、铁等的醇 覆，生产效率高；使用的仪器，设备较物理气相沉积法 盐或无机盐在水解的同时均会发生聚合反应，如失 [2] 和化学气相沉积法简单 。 水、失醇、缩聚、醇氧化、氧化、氢氧桥键合等都属于聚 1 - 合反应，性质上都属于取代反应或加成反应。主要反 溶胶 凝胶法 溶胶－凝胶（Sol-Gel）技术是指金属有机或无机 应：－M－OH＋ HO－M－ → －M－O－M－+HO；－ 2 化合物经过溶胶－凝胶化和热处理形成氧化物或其 M－OR+HO－M－ → －M－O－M－+ROH等。Okkerse 他固体化合物的方法。其过程：用液体化学试剂（或粉 等提出硅酸在碱性条件聚合成六配位过渡态，Swain 状试剂溶于溶剂）或溶胶为原料，而不是用传统的粉 等则提出形成稳定的五配位的过渡态，由于硅酸盐的 状物为反应物，在液相中均匀混合并进行反应，生成 水解和聚合作用几乎同时进行，它的总反应过程动力 稳定且无沉淀的溶胶体系，放置一定时间后转变为凝 学将决定于3个反应速率常数，使得在最临近的尺度 胶，经脱水处理，在溶胶或凝胶状态下成型为制品，再 范围内，中心Si原子可以有15种不同的化学环境， 在略低于传统的温度下烧结。 R.A.Assink等曾描述了这15种配位方式的关系。可 [4-6] 2 溶胶凝胶法基本原理