化学水热合成制备技术资料.pptVIP

a. 无法观察晶体生长和材料合成的过程，不直观。 b. 设备要求高耐高温高压的钢材，耐腐蚀的内衬、技术难度大温压控制严格、成本高。 c. 安全性差，加热时密闭反应釜中流体体积膨胀，能够产生极大的压强，存在极大的安全隐患。 (2) 水热反应的反应机理还有待分析。目前，晶体生长机理的理论体系在某些晶体生长实践中得到了应用，起到了一定的指导作用。但是，迄今为止，几乎所有的理论或模型都没有完整给出晶体结构、缺陷、生长形态与生长条件四者之间的关系，因此与制备晶体技术研究有较大的距离，在实际应用中存在很大的局限性。 要弄清晶体结构、缺陷、生长形态与生长条件四者之间关系，首先，要把握生长条件的变化。水热反应在介质中进行，那么介质的状况就一定会对晶体的生长有着重要的影响，介质的离子浓度直接影响前驱物的溶解度，从而影响反应速率，引起晶体形貌的改变另一方面由于溶液的离子浓度变化使得值发生改变，而反应时的值难以测定。 水热合成研究特点之一是由于研究体系一般处于非理想非平衡状态，因此应用非平衡热力学研究合成化学问题。在高温高压下，水处于临界或超临界状态，反应活性提高。物质在水中的物性和化学反应性能均有很大的变化，因此水热反应大大异于常态。一系列中、高温高压水热反应的开拓及其在此基础上开发出来的溶剂热合成，已成为目前多数无机功能材料、特种组成与结构的无机化合物以及凝聚态材料，如超微粒、溶胶与凝胶、单晶等合成的越来越重要的途径。 人有了知识，就会具备各种分析能力， 明辨是非的能力。 所以我们要勤恳读书，广泛阅读， 古人说“书中自有黄金屋。 ”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识， 培养逻辑思维能力； 通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平， 培养文学情趣； 通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。 有许多书籍还能培养我们的道德情操， 给我们巨大的精神力量， 鼓舞我们前进。 * 化学水热合成制备技术 主要内容 水热法的基本概况 水热法的发展 超临界水热合成法 微波热合成法 化学水热合成法的适用范围 化学水热合成存在的问题 化学水热法基本概况 水热法是19 世纪中叶地质学家模拟自然界成矿作用而开始研究的。1900 年后科学家们建立了水热合成理论,以后又开始转向功能材料的研究。目前用水热法已制备出百余种晶体。水热法又称热液法,属液相化学法的范畴。是指在密封的压力容器中,以水为溶剂,在高温高压的条件下进行的化学反应。 水热法的原理 水热法(Hydrothermal Synthesis)，是指在特制的密闭反应器（高压釜）中，采用水溶液作为反应体系，通过对反应体系加热、加压(或自生蒸气压），创造一个相对高温、高压的反应环境，使得通常难溶或不溶的物质溶解，并且重结晶而进行无机合成与材料处理的一种有效方法。 在水热条件下，水既作为溶剂又作为矿化剂，在液态或气态还是传递压力的媒介，同时由于在高压下绝大多数反应物均能部分溶解于水，从而促使反应在液相或气相中进行。水热法近年来已广泛应用于纳米材料的合成，与其它粉体制备方法相比，水热合成纳米材料的纯度高、晶粒发育好，避免了因高温煅烧或者球磨等后处理引起的杂质和结构缺陷。 但是水热法也有严重的局限性，最明显的一个缺点就是，该法往往只适用于氧化物或少数对水不敏感的硫化物的制备，而对其他一些对水敏感的化合物如III-V族半导体，新型磷（或砷）酸盐分子筛骨架结构材料的制备就不适用了。 水热法的分类 水热法根据反映类型的不同可以分为水热氧化、水热还原、水热沉淀、水热合成、水热水解、水热结晶等。其中水热结晶用的最多。 水热法的特征 由于在高温高压的水热条件下，睡处于超临界状态，物质在水中的物理与化学反应性能均起了很大的变化，因此水热化学反应大于常态。在高温高压下，水热反应有三个特征：一是复杂离子间的反应加速 ，二是使水解反应加剧，三是使氧化还原势发生变化，因而此时难溶或溶解度小的前驱反应物在水热条件下能得到充分溶解，形成具有一定过饱和度的溶液而后进行反应，形成原子或分子生长基元，经过形核和晶体生长二生成晶粒。水热合成的粉体，其晶粒发展完整、粒度分布均匀、颗粒之间少团聚、颗粒度可控制。 化学水热法的发展 最早采用水热法制备材料的是1845年K.F. Eschafhautl以硅酸为原料在水热条件下制备石英晶体 一些地质学家采用水热法制备得到了许多矿物，到1900年已制备出约80种矿物，其中经鉴定确定有石英，长石，硅灰石等 1900年以后，G.W. Morey和他的同事在华盛顿地球物理实验室开始进行相平衡研究，建立了水热合成理论，并研究了众