特种陶瓷水热法制备粉体2011.6章节.pptVIP

2.7 水热法制备粉体 微波水热合成KNbO3粉体。以KOH浓度为例 溶剂的选择应该遵循下列原则： ① 溶剂应该有着较低的临界温度（Tc），因为对应的较低粘度使得阴离子的扩散更加迅速，这将有利于反应物的溶解和产物的结晶。 ② 对金属粒子而言，溶剂应该有较低的吉布斯溶剂化能，因为这将有利于产物从反应介质中结晶。 ③ 溶剂不会和反应物反应，在所选择的溶剂中不会发生反应物的分解。 ④ 在选择溶剂时，还应该考虑溶剂的还原能力以至于共结晶析出的可能性。 第二章 特种陶瓷粉体的物理性能及其制备 溶剂热合成方法制备的粉体 GaN、InAs、InP、BN（III-V族）、金刚石、碳纳米管、SiC、Si3N4及CdSe、CdS（II-V族）非氧化物纳米材料 　　　降低了非氧化物纳米晶材料的合成温度和压力。 　　　在溶剂热条件下超高压岩盐相GaN、金刚石、立方氮化硼等重要亚稳相纳米晶的形成，使得溶剂热合成技术有着良好的发展前景。 　　溶剂热条件下一维纳米晶的合成方法，运用配位分子模板机制，合成出系列半导体纳米棒、纳米管。 第二章 特种陶瓷粉体的物理性能及其制备 图a碳纳米管具有竹节状的结构，直径约 100 nm，长度达几微米。 图 b 为 Y型结构的碳纳米管，对比直型的碳纳米管，粗细显得不均匀，直径在 之间，管端明显开50 ~ 300 nm 以乙二胺作为溶剂和碳源，用KBH4还原NiCl4得到的镍作为催化剂，于300 ℃制碳纳米管 第二章 特种陶瓷粉体的物理性能及其制备 以〔Zn（ NH3 ）4〕 2-为前驱体 ,在不同的溶剂热条件下合成了多刺球状、镂空球状、花状、铅笔状、棒状等微观形貌的氧化锌 , 氧化锌是六方相纤锌矿结构 第二章 特种陶瓷粉体的物理性能及其制备 a 用TiCl4 ，NaN3为原料，在较低温度下（300-380℃）制备了平均直径为50纳米的氮化钛粉体。 第二章 特种陶瓷粉体的物理性能及其制备 用TiCl4为钛源，NaN3为氮源，以二甲苯为溶剂，量取一定量的二甲苯倒入容量为50ml不带内衬的不锈钢反应釜中，填充率达到60% 将反应釜密闭，加热2小时至340℃，保温24小时，自然冷却，无水乙醇、蒸馏水清洗，105℃干燥，制得粉体 图1溶剂热合成的前驱物不同处理方法制得粉体的XRD图 （a）直接干燥（b）二甲苯、无水乙醇、蒸馏水处理后干燥 （c）二甲苯、无水乙醇、蒸馏水处理700℃下退火 第二章 特种陶瓷粉体的物理性能及其制备 b a 溶剂热方法合成的前驱物用二甲苯，无水乙醇、 蒸馏水清洗，105℃干燥的粉体的SEM图 d c 第二章 特种陶瓷粉体的物理性能及其制备 b SiCl4与NaN3放入不锈钢水热釜中在6700C，45MPa压力条件下反应。产物是α-Si3N4，β-Si3N4两种晶体粉体。 其反应如下： 3SiCl4 + 12NaN3 → Si3N4 + 12NaCl + 16N2 其操作流程如下： SiCl4 NaN3 不锈钢水热釜(50ml) 670℃ 30min 酸洗 水洗 粉体70℃ 干燥6h 第二章 特种陶瓷粉体的物理性能及其制备 整个实验过程在通有N2气保护的干燥手套箱内操作。 将0.04mol的NaN3放入不锈钢水热釜中，再放入填充度70%的SiCl4 (35ml)。 多余的SiCl4用于调整反应压力和反应温度。 反应釜在670℃下反应30min，并且在熔炉中自然冷却到室温。 未反应的SiCl4通过多次的弱酸酸洗和蒸馏水水洗而除去。 粉末产物在烘箱中70℃干燥6h，最终得到灰白色的粉体 第二章 特种陶瓷粉体的物理性能及其制备 c V2O3 　　以V2O5和KI为反应物，二甲苯为溶剂，在200℃的反应温度下，保温24小时，合成了纳米孔状V2O3粉末 颗粒的粒径在几百纳米左右，产物的形貌由V2O5的实心状变成了V2O3颗粒的孔状，孔径在 5-15nm。 晶体可能是通过K0.33V2O5这一中间体而获得的。 第二章 特种陶瓷粉体的物理性能及其制备 “溶解－结晶”机制。 当选用的前驱体是在常温常压下不可溶的固体粉末、凝胶或沉淀时，在水热条件下: “溶解”是指水热反应初期，前驱物微粒之间的团聚和联结遭到破坏，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