第三章第3节_低温合成和分离概述.pptVIP

※液氨:它的正常沸点是-33.4 ℃，一般说来它可使用的温度远低于它的沸点，可达- 45 ℃。需注意的是它必须在一个具有良好通风设备的房间或装置下使用。 1.2 液化气体的贮存和转移 贮存液化气体的容器，根据体积的大小和用途的不同，一般有低温容器（杜瓦瓶）、液化气体贮槽。 液化气体贮槽由贮存液化气体的内容器、外壳体、绝热结构以及连接内、外壳体的机械构件组成。除此之外，贮槽上通常还设有测量压力、温度、液面的仪表，液、气排注和回收系统，以及安全设施等。 液态气体的转移 ※加压法 用一个小橡皮球打气将液态空气压出 舀取法 使用较大量的和用普通玻璃制的杜瓦瓶时，液态空气切不可直接从瓶中倾倒出来，而是用铜舀来取。 常用的温度计有: 1.低温热电偶 各种热电偶名称及测温范围 1.冰水浴 (自来水冷却 ) 室温～12℃，流动的水； 12 ℃ ～ 0℃，加入冰块 冰—盐体系（最常用）(固体熔化制冷) 适用温度：0 ～ -25℃ 3.干冰浴(固体升华制冷) 原理：干冰的升华温度为-78.3℃，干冰的导热性不好 液态空气（-193℃～186℃）(液体气化制冷) 低沸点液体 三、低温化学合成 材料低温合成实例 例：甲硅烷(SiH4)的合成 制备SiH4最古的方法是用稀盐酸处理硅化镁，如以Si02为起始原料，则反应式为: Si02 +Mg→Mg2Si Mg2Si +HCl → SiH4 （一196 ℃） 注意：用此方法合成的SiH4 ，常含有乙硅烷、丙硅烷、丁硅烷以及其它高纯硅烷，为得到纯SiH4分须进行分离。 SiH4用一196 ℃(戊烷作冷媒)的捕集器收取。 （2）低温下非晶质材料的合成 非晶质材料是在非平衡状态合成的，通常采用气相淬火法、液相高速淬火法和离子注入法或轰击法。 气相淬火法系指真空蒸镀法和溅射法，元素呈原子状态(气相)迅速地凝固在底板上。因为原子撞击在底板上失去能量，流动性大为降低，不能建立起周期点阵，因此可以形成非晶态。对某些材料(如Ni一Si)可在室温底板上获得非晶态。但对于某些材料，特别是低熔点的金属(如Bi、Ge)则需要液氮温度的底板。还有些元素即使在这样的低温下也不形成非晶态或是形成了也极不稳定。那么，则需加入“非晶化稳定剂”。如Sn、In、Te等需掺入10%~20%的第二组分才能稳定非晶结构。 /kan/WYmH/QUdJ?fr=/search 使用范围：沸点差大于80oC,干冰或液氮作为制冷剂 这种分离方法是分离两种挥发性物质最简单的方法。这个方法是建立在当用泵把最易挥发的物质抽走之后，混合物中难挥发的物质基本上不蒸发这样一个假设上，从而可以达到分离的目的。 2.低温下的分级减压蒸发 吸附剂的多孔性与分离气体的匹配程度 加入过量的第三种化合物，使之与其中的一种化合物形成不挥发的化合物，把挥发性的组分除去，再向不挥发性产物中加入过量的第四种化合物，把原来的化合物置换出来。 4.低温下的化学分离 3.低温吸附分离 * * 3.3 低温合成和分离 低温：-150℃（即123k)以下的温度。 宇宙空间的背景辐射温度： 2.7K 人为科技： 0.000 000 03K 制冷： 将局部空间的温度降低到低于环境 温度的操作。 制冷的分类 -100℃ 普冷 -100℃ ~4.2K 深冷 4.2K以下 极冷 制冷原理（热力学）：等熵冷却、等焓冷却 一、 低温的获得、测量和控制 1.1 低温的获得 通常获得低温的途径有相变制冷，热电制冷，气体绝热膨胀(等焓与等熵绝热膨胀)、绝热去磁等可获得极低温的状态。 ◆制冷浴 ※冰盐共熔体系:将冰块和盐尽量弄细并充分混合 (通常用冰磨将其磨细) 可以达到比较低的温度。例如下面一些冰盐混合物可达到不同的温度: 3 份冰 +1 份 NaCl -21 ℃ 3 份冰 +3 份 CaCl2 -40 ℃ 2份冰＋1份浓HNO3 －56℃ 2.低温源 液氮罐 ※倾倒的方法 (倾瓶器) 比较小的杜瓦瓶可直接倾倒，但倾倒时应将一片湿的滤纸贴在瓶口里面，把液态空气从滤纸上面很快地倒出。耶拿制的杜瓦瓶可直接倒出，不过倾倒时应慢慢地转动它，使瓶口四周能均匀冷却。 ※虹吸法（虹吸管）