第5章_水热与溶剂热合成技巧.ppt

第五章水热与溶剂热合成; ;5.1 水热与溶剂热合成基础 5.2 水热与溶剂热体系的成核与晶体生长 5.3 功能材料的水热与溶剂热合成 5.4 水热条件下的海底：生命的摇篮？ 5.5 超临界水—新型的反应体系 5.6 水热与溶剂热合成技术;第一节 水热与溶剂热合成基础;1.1 合成化学与技术;1.1 合成化学与技术;1.2 合成的特点;1.2 合成的特点;1.3 反应的基本类型;1.3 反应的基本类型;1.3 反应的基本类型;1.3 反应的基本类型;1.3 反应的基本类型;1.3 反应的基本类型;1.3 反应的基本类型;第二节 水热与溶剂体系的成核与晶体生长;2.1 成核;2.1 成核;2.2 非自发成核体系晶化动力学;2.2 非自发成核体系晶化动力学;第三节 功能材料的水热与溶剂热合成;3.1 介稳材料的合成;3.1 介稳材料的合成;3.2 人工水晶的合成;3.2 人工水晶的合成;3.3 特殊结构、凝聚态与聚集态的制备;3.4 复合氧化物与复合氮化物的合成;3.4 复合氧化物与复合氮化物的合成;第4节 水热条件下的海底:生命的摇篮;◆温暖的池塘-水热海底;◆温暖的池塘-水热海底;◆温暖的池塘-水热海底;◆分子生物学与进化树;◆时间的证明与水热条件 ;◆时间的证明与水热条件 ;◆化学的阶梯：合成与进化 ;3.大分子形成 ;4.神奇的矿物 5.超越化学--Fe-S矿世界 德国学者Wachtershauster G提出了由生成FeS2带动的在Fe—S矿表面进行的化学进化理论。1992年，他描绘了以Fe—S化合物为中心，化学自养的生命起源与进化的“清明上河图”，认为由FeS氧化生成FeS2提供了能量，驱使在Fe—S矿表面上的CO2与N2的还原和固定。 ; 他阐述了C一S键的化学，如图5—15(a)，通过丰富的c—S键的化学，经过加成、取代、消除，产生了复杂的生物有机分子。 ;图5—15(b)显示了可能的氨基酸和脂肪酸的合成路线。 ; 通过近30年的研究，人们对生命的水热起源可能性有了相当深的认识，水热的海底可能孕育最原始生命的研究会继续下去。在没有阳光，没有氧气，高温高压的还原性的水热条件下，从无机物到有机物的反应确实可以发生，生物可以生长繁殖。地热和化学能提供了能量，最初的生命是化学自养的.探索生命的水热起源．对于寻找外星生命，从而扩展人类的生存???间无疑具有重大意义。在水热起源理论下．实现水热条件下CO2的固定．对于研究温室效应，开发新能源也是有益的探索。 ; 高压容器是进行高温高压水热实验的基本设备。研究的内容和水平在很大程度上取决于高压设备的性能和效果。 ★ 在高压容器的材料选择上，要求机械强度大、耐高温、耐腐蚀和易加工。 ★ 在高压容器的设计上，要求结构简单，便于开装和清洗、密封严密、安全可靠。 ;5.6.1 反应釜;(4)按设计人名分类：如Morey釜(弹)；Smith釜；Tuttle釜(也叫冷封试管高压釜)；Barnes摇动反应器等。 (5)按加热条件分类：①外热高压釜：在釜体外部加热；②内热高压釜：在釜体内部安装加热电炉。 (6)按实验体系分类： ①高压釜：用于封闭系统的实验； ②流动反应器和扩散反应器：用于开放系统的实验。能在高温高压下，使溶液缓慢地连续通过反应器。可随时提取反应液。 ;※ 等静压外热内压容器 ※ 等静压冷封自紧式高压容器 ※ 等静压锥封内压容器 ※ 等静压外热外压容器 ※ 等静压外热外压摇动反应器 ※ 等静压内加热高压容器 ※ 几种内热外压容器：约德反应器；戈尔德斯密特和亥儿 德的内热压强容器；伯纳姆、霍洛维和戴维斯的内热压力容器；哈伍德公司制的内热压力器。;一种新颖的低温烧结成型方法。 用人工手段，是无机化合物粉末固结成具有高机械强度固化体的制作技术。 原理：模仿地质学中堆积岩的生成过程，属于矿物学、地质学和水热化学的交叉学科范畴。;主要应用： ※ 放射性废物处理 ※ 重金属的固定化 ※ 地质学上续成作用的研究 ※ 多孔烧结体的预成型 ※ 机能陶瓷材料的低温烧结 ※ 无机膜材料的制备 ※ 催化材料的制备 ;5.6.2 反应控制系统;5.6.3 水热与溶剂热合成程序