第三章沉淀法3-2.pptVIP

3.3 粉体的制备方法 液相法：沉淀法，醇盐分解法，溶胶-凝胶法，氨酸法，柠檬酸盐法，喷雾热解法，水热法等 气相法：蒸发法，（磁控，激光）溅射法，等离子体喷涂法，化学气相淀积(CVD)法，气溶胶法， 化学喷雾热解法 固相法：固相反应法，热分解法 序：液相合成技术分类 目前工业及实验室中最常用的超细颗粒合成方法 物理法：将溶解度高的盐的水溶液雾化成小液滴，　　　使其中的盐类呈球状迅速析出 。 　　　　喷雾干燥，冷冻干燥，溶剂干燥，喷雾　　　　热分解 化学法：使溶液通过加水分解或离子反应生成沉淀。 　　　　沉淀法，醇盐水解法，溶胶凝胶法、水　　　　热合成法、非水液相合成法 液相合成技术特点 沉淀法制备超细粉体 　沉淀反应法制备微粉是传统的湿化学制粉工艺之一.它是利用各种盐类的水溶液与沉淀剂（OH、CO3，SO4、C2O2 等）反应，生成不溶于水的氢氧化物、碳酸盐、硫酸盐、草酸盐等，再将沉淀加热分解得到所需的化合物。 ●溶液中溶质由于达过饱和而析出 　　　　　　　反应剂（沉淀剂） 　金属离子溶液　　　　　　　　沉淀↓ 2Al+3 + 6OH-1 = 2Al(OH)3 ↓ 　　　　Al2O3 + 3H2O 普通沉淀典型反应 　利用同一沉淀剂，使溶液中含有的两种或两种以上的阳离子一起沉淀下来，生成沉淀混合物或固溶体前驱体，过滤、洗涤、热分解，得到复合氧化物的方法。 BaCl2+TiCl4+2H2C2O4+5H2O=BaTiO(C2O4)2·4H2O ↓ +6HCl BaTiO(C2O4)2·4H2O=BaTiO3+CO2+CO+4H2O 共沉淀法的优点 原子（离子）、分子水平上的混合, 混合均匀 操作简便 成本低 共沉淀法中的沉淀生成情况，能够利用溶度积通过化学平衡理论来定量讨论 产品转化率高 共沉淀条件苛刻：金属离子性能差异（热力学、动力学） 、共沉淀剂 ★注意选择尽可能使溶度积差别不大的沉淀剂和性能相似的金属离子，否则会分步沉淀，使沉淀物混合不均匀。 ◆ 金属离子浓度、沉淀剂浓度与溶度积常数Ksp ◆ 操作温度 ◆ 两种溶液混合的方式和均匀化速率（如搅拌） ◆ 其它杂质的存在、性质和作用以及溶液中pH值等的影响 ◆反应副产物的去除方法（如洗涤等） ◆沉淀物的干燥方式 ◆ 沉淀物的灼烧（升温程序！） 沉淀条件不同，后续处理方式不同，都会影响沉　颗粒乃至于影响到分解后氧化物粒子的大小、形貌、团聚状态和性能等 实例1、MnCO3的制备 1.2反应温度对粉体形貌的影响 1.3搅拌方式对粉体形貌的影响 1.4沉淀剂对粉体形貌的影响 实例2、CoO的制备 2.2PH值对粉体形貌的影响 　实例3、草酸盐共沉淀法制备掺杂氧化铈(DCO) 实例4、共沉淀法制备SOFC复合阳极 Ni/SDC（NiO-Ce0.8Sm0.2O2) 以硝酸镍和硝酸铈（钐）为原料，碳酸氨为沉淀剂，以逆加的滴液方式，共沉淀法制备初级粉体： Ni(OH)2/(SC)(OH)3 沉淀物经水洗、醇洗、干燥和焙烧即得到所需的粉体。 NiO/SDC 粉体的XRD衍射花样 NiO/SDC 粉体的TEM照片。灼烧温度分别为 (a)600?C, (b)700?C, （c)800?C Ni/SDC 陶瓷的扫描电镜照片 Ni/SDC 电导率与制备方式的关系 为了避免共沉淀法本质上存在的分别沉淀倾向，可以采用提高沉淀剂的浓度的逆加法，激烈的搅拌等。这些操作只能在某种程度上能防止分别沉淀。 在利用共沉淀法添加微量成分时，由于所得到的沉淀物粒径无论是主成分还是微量成分，几乎都是相同的，所以，并没有实现微观程度上的组成均匀性。即共沉淀法在本质上还是分别沉淀，其沉淀物是一种混合物。 二、均匀沉淀法 　在溶液中加入某种试剂，使其在适宜的条件下从溶液中均匀地逐渐生成沉淀剂， 从而控制沉淀速度和形貌。 　本质上是利用某一化学反应，使溶液中构成产物的阴离子（或阳离子）在溶液中缓慢地、均匀地产生出来，从而形成沉淀的方法 沉淀过程动力学模型 1）沉淀剂缓慢的化学反应，导致H+（OH-）离子变化，溶液pH值变化，使产物溶解度逐渐下降而析出沉淀 H2NCONH2 + 3H2O CO2 + 2NH4+ + 2OH- (90C) 2) 沉淀剂缓慢的化学反应，释放出沉淀离子，达到沉淀离子的沉淀浓度而析出沉淀 NH2HSO3 + H2O SO42- + NH4+ + H+ 3）协同作用 H2NCONH2 + H2O CO2 + 2NH3 (90oC） NH3 + HC2O4- C2O4