水热合成及单晶材料的制备.pptVIP

水热合成与单晶材料的制备;（一）水热合成的概念、原理、应用 （二）水热法制备单晶材料 基于过渡金属离子修饰的新型钼磷酸盐的合成及结构研究 基于含氮螯合配体过渡金属配合物修饰的新型钼磷酸盐的合成及结构研究 （三）水热合成的优缺点;（一）水热合成的概念、原理、应用;(1) 水热合成方法的概念;水热法（hydrothermal）（高压溶液法）;简易高压反应釜实物图;水热反应釜;带搅拌高压反应釜装置图;(2) 水热合成方法的发展; 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，并研究了众多矿物系统。 用这种方法可以合成水晶、刚玉(红宝石、蓝宝石)、绿柱石(祖母绿、海蓝宝石)、及其它多种硅酸盐和钨酸盐等上百种晶体。 ;(3) 水热生长体系中的晶粒形成可分为三种类型： ; 由于水热反应温度和体系压力的升高，溶质在溶液中溶解度降低并达到饱和，以某种化合物结晶态形式从溶液中析出。; 当采用金属盐溶液为前驱物，随着水热反应温度和体系压力的增大，溶质（金属阳离子的水合物）通过水解和缩聚反应，生成相应的配位聚集体（可以是单聚体，也可以是多聚体）当其浓度达到过饱和时就开始析出晶核，最终长大成晶粒。 ; 所谓“溶解”是指水热反应初期，前驱物微粒之间的团聚和联接遭到破坏，从而使微粒自身在水热介质中溶解，以离子或离子团的形式进入溶液，进而成核、结晶而形成晶粒。 ; “结晶”是指当水热介质中溶质的浓度高于晶粒的成核所需要的过饱和度时，体系内发生晶粒的成核和生长，随着结晶过程的进行，介质中用于结晶的物料浓度又变得低于前驱物的溶解度，这使得前驱物的溶解继续进行。如此反复，只要反应时间足够长，前驱物将完全溶解，生成相应的晶粒。 ; 当选用常温常压下不可溶的固体粉末、凝胶或沉淀为前驱物时，如果前驱物和晶相的溶解度相差不是很大时，或者“溶解-结晶”的动力学速度过慢，则前驱物可以经过脱去羟基（或脱水），原子原位重排而转变为结晶态。;(4)将水热条件下晶粒的形成过程可分为三个阶段;1）生长基元与晶核的形成： 环境相中由于物质的相互作用，动态地形成不同结构形式的生长基元，它们不停的运动，相互转化，随时产生或消灭。当满足线度和几何构型要求时，晶核即生成。;2）生长基元在固-液生长界面上的吸附与运动： 在由于对流、热力学无规则运动或者原子吸引力，生长基元运动到固-液生长界面并被吸附，在界面上迁移运动。;3）生长基元在界面上的结晶或脱附： 在界面上吸附的生长基元，经过一定距离的运动，可能在界面某一适当位置结晶并长入晶相，使得晶相不断向环境相推移，或者脱附而重新回到环境相中。;合成反应;热处理反应;离子交换反应;;（二）水热法制备单晶材料; 多金属氧酸盐(多酸)化学发展至今已有一个多世纪的悠久历史，是无机化学中的一个重要的研究领域。 多酸是由前过渡金属离子通过氧连接而形成的金属-氧簇类化合物。 应用领域广泛，除工业催化剂外，现已跻身材料科学特别是光、电、磁功能材料领域。; U. Kortz, Inorg Chem, 2004, 43: 144-154 Müller, J Chem Soc Chem Commun, 2003 (7): 803-806 J. Zubieta, Chem Commun, 2003, 17：2128-2129 E. B. Wang, Angew. Chem. Int. Ed. 2006, 45: 904-908;基???过渡金属离子修饰的新型钼磷酸盐的合成及结构研究; 化合物 1 的合成;化合物 1 的晶体结构;2D-layer;3D stacking structure;化合物 1 的 IR 光谱;化合物 1 的 XPS 谱;基于含氮螯合配体过渡金属配合物修饰的新型钼磷酸盐的水热合成及结构研究;利用[P4Mo6O31]n-多阴离子为建筑单元，含氮螯合配体过渡金属配合物为连接体;Co;4;5;6;（三） 水热法生长的优缺点;谢谢大家！