无机合成化学第三章经典合成方法.ppt

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、低温下的化学分离低温分离3、低温吸附分离第60页，共93页，星期日，2025年，2月5日3.3高压合成高压作为一种典型的极端物理条件能够有效地改变物质的原于间距和原子壳层状态，因而经常被用作一种原子间距调制、信息探针和其它特殊的应用手段，几乎渗透到绝大多数的前沿课题的研究中。利用高压手段不仅可以帮助人们从更深的层次去了解常压条件下的物理现象和性质，而且可以发现常规条件下难以产生而只在高压环境才能出现的新现象、新规律、新物质、新性能、新材料。第61页，共93页，星期日，2025年，2月5日高压合成高压合成，就是利用外加的高压力，使物质产生多型相转变或发生不同物质间的化合，而得到新相、新化合物或新材料。众所周知，由于施加在物质上的高压卸掉以后，大多数物质的结构和行为产生可逆的变化，失去高压状态的结构和性质。因此，通常的高压合成都采用高压和高温两种条件交加的高压高温合成法，目的是寻求经卸压降温以后的高压高温合成产物能够在常压常温下保持其高压高温状态的特殊结构和性能的新材料。第62页，共93页，星期日，2025年，2月5日通常需要高压手段进行合成的有以下几种情况：在大气压(0.1MPa)条件下不能生长出满意的晶体；要求有特殊的晶型结构；晶体生长需要有高的蒸气压；生长或合成的物质在大气压下或在熔点以下会发生分解；5.在常压条件下不能发生化学反应而只有在高压条件下才能发生化学反应；6.要求有某些高压条件下才能出现的高价态(或低价态)以及其它的特殊的电子态；7.要求某些高压条件下才能出现的特殊性能等情况。第63页，共93页，星期日，2025年，2月5日实验室用微型高压反应釜规模生产用高压反应釜高压反应装置第64页，共93页，星期日，2025年，2月5日3.3.1高压高温的产生和测量1、高压的产生（1）静高压利用外界机械加载方式，通过缓慢逐渐施加负荷挤压所研究的物体或试样，当其体积缩小时，就在物体或试祥内部产生高压强。由于外界施加载荷的速度缓慢(通常不会伴随着物体的升温)，所产生的高压力称为静态高压。第65页，共93页，星期日，2025年，2月5日常见的静高压产生装置有两类：一是利用油压机作为动力，推动高压装置中的高压构件，挤压试样，产生高压。这类高压装置，最常见的有六面、顶(高压构件由六个顶锤组成)高压装置和年轮式两面顶(高压构件由一对顶锤和一个压缸组成)高压装置。年轮式两面顶高压构件如右图所示。第66页，共93页，星期日，2025年，2月5日六面顶压机金刚石压机第67页，共93页，星期日，2025年，2月5日二是利用天然金刚石作顶锤(压砧)，制成的微型金刚石对顶砧高压装置。这种装置可以产生几十GPa到三百多GPa的高压，还可以与同步辐射光源、X射线衍射、Raman散射等测试设备联用，开展高压条件下的物质相变、高压合成的原位测试。第68页，共93页，星期日，2025年，2月5日常见的静高压产生装置A.两面顶和六面顶压机压力：几个到几十个GPa腔体：0.1cm3~几百cm3,用以合成较大量材料。B.微型金刚石对顶砧高压装置（DAC）压力：几十GPa-------三百多GPa，温度：2000－5000K（激光直接加热）腔体：～0.001mm3,用以样品结构的原位表征，与同步辐射源，X射线衍射，Raman散射等联用。若以合成材料作为研究目的，微型金刚石对顶砧的腔体太小(约10-3mm3)，难于取出试样来进行产物的各种表征及作其它性能的测试。第69页，共93页，星期日，2025年，2月5日（2）动高压利用爆炸(核爆炸、火药爆炸等)、强放电等产生的冲击波，在μs～ps的瞬间以很高的速度作用到物体上，可使物体内部压力达到几十GPa以上，甚至几千GPa，同时伴随着骤然升温。这种高压力称为动态高压。它也可用来开展新材料的合成研究，但因受条件的限制．动高压材料合成的研究工作开展得还不多。第