11 液相法教学讲义.pptVIP

第11章 液相法;液相法制备微粉的方法;将各反应的物质溶于液体中，可以精确控制各组分含量，并实现原子、分子水平的精确混合； 可添加微量有效成分，制成多种成分的均一粉体； 合成的超细粉体表面活性好； 容易控制颗粒的形状和粒径； 工业化生产成本较低等。; 物理法：金属盐从水溶液中迅速析出，加热蒸发或冷冻干燥，将其加热分解，得到氧化物微粉。包括超临界法和溶剂蒸发法。 化学法：通过在溶液中的化学反应生成沉淀，将沉淀物加热分解，制成超细粉体材料。包括沉淀法、醇盐水解法、溶胶- 凝胶法、水热合成法、微乳液法等。;11.1 沉淀法;;沉淀反应的加料方式; 在混合的金属盐溶液 ( 含有两种或两种以上的金属离子 ) 中加入合适的沉淀剂。由于解离的离子是以均一相存在于溶液中，所以经反应后可以得到各种成分具有均一相组成的沉淀，再进行热分解得到高纯超细粉体颗粒。;共沉淀法的特点;① 沉淀物类型； ② 化学配比、浓度、沉淀物的物理性质、pH 值、温度、溶剂类型、溶液浓度、混合方法、搅拌速率、吸附和浸润等； ③ 化合物间的转化、分解反应和分解速率、颗粒大小、形貌和团聚状态；焙烧后粉体的活性和烧结性能；残余正、负离子的影响等。 ;共沉淀法制备四方ZrO2或全稳定立方ZrO2; 利用某一化学反应使溶液中的构晶离子由溶液中缓慢地均匀地产生出来的方法。在这个方法中，加入到溶液中的沉淀剂不立刻与被沉淀组分发生反应，而是通过化学反应使沉淀剂在整个溶液中均匀地释放出来，从而使沉淀在整个溶液中缓慢均匀地产生。;溶液中的沉淀剂发生缓慢的化学反应，导致氢离子浓度变化和溶液的pH值升高，使产物溶解度逐渐下降而析出沉淀； 沉淀剂在溶液中反应释放沉淀离子，使沉淀离子的浓度升高而析出沉淀。常用的沉淀剂有 2-氯乙醇、尿素、六亚甲基四胺、草酸二甲酯、草酸二乙酯等。;用尿素作沉淀剂制备铁黄粒子的过程; 均相沉淀法已用于制备 Fe3O4、Al2O3、TiO2、SnO2 等超细粉体。其中生产纳米ZnO在我国已实现了工业化，是用尿素作为沉淀剂，沉淀可溶性锌盐，然后高温分解制得。; 在密闭体系中，???温、高压，在水、水溶液或蒸汽等流体中进行有关化学反应，直接制得超细粉体的方法。;水热条件的作用; 该法制得的超细粉体可以是单组分也可以是多组分，可克服某些高温制备过程中不可克服的晶型转变、分解、挥发等，产品粒度小、纯度高、分散性好、均匀、分布窄、无团聚、晶型好、形状可控、有利于环境净化等。是一种很有发展前途的方法。;①水解氧化法；②水热沉淀法； ③水热合成法；④水热脱水法； ⑤水热分解法；⑥水热结晶法； ⑦水热阳极氧化法；⑧埋弧活性电极法； ⑨水热力化学反应。 ;水热合成ZrO2粉体工艺;水解法：无机盐水解法和金属醇盐水解法。 (1) 无机盐水解法 一些金属盐溶液在高温下可水解生成氢氧化物或水合氧化物沉淀，经加热分解后可得到氧化物粉体。 如：NaAlO2 水解可得Al(OH)3沉淀，TiOSO4水解可得TiO2 · nH2O 沉淀，加热分解后可分别得到Al2O3和TiO2超细粉体。;(2) 金属醇盐水解法 金属醇盐是金属与醇反应生成的含有Me-O-C 键的金属有机化合物，其通式为 Me(OR)n ，Me 为金属，R 为烷基或烯丙基。金属醇盐易水解，生成金属氧化物、氢氧化物或水合物沉淀。金属醇盐一般具有挥发性，故易精制。;加水就分解，无有害的阴离子和碱金属离子； 反应条件温和，操作简单，产品纯度高； 制备的超微粉体具有较大的活性； 粉体呈分散球状体，在成型体中表现出良好的填充性； 具有很好的低温烧结性 成本昂贵。;溶胶是由溶质和溶剂所组成的亚稳态分散体系，其溶质粒子直径介于1-100nm 之间。 溶胶-凝胶法制备超细粉体就是金属有机或无机化合物经过溶液、溶胶和凝胶而固化，再经热处理制成氧化物或其他化合物固体的方法。 按其产生溶胶、凝胶过程的机制可分为传统胶体型、无机聚合物型、络合物型三种类型。 ;溶胶-凝胶法制备超细粉体过程示意图;无机盐法：在金属盐溶液中加入适当的沉淀剂形成氢氧化物沉淀，经过洗涤除杂，加入适当的酸即可得到溶胶。形成双电层或加入长链聚合物稀溶液来稳定溶胶。 金属醇盐法：首先选用所希望得到产物的金属醇盐，添加乙醇制成混合物，然后向其中加入酸或碱制成溶胶。;1、无机方法制得的溶胶：用物理或化学方法除去溶剂 ( 包括喷雾干燥、冷冻干燥或化学溶剂干燥 ) ；除去溶胶中所含的无机离子或使之反应掉以除去双电层。 2、醇盐法制得的溶胶：控制水解的方法制备凝胶。;①溶液的pH值 ②溶液的离子或分子浓度 ③反应温度