第2章无机化工.ppt

无机化工的发展 举例： （1）非晶硅太阳能电池材料 （2）锂离子电池材料 （3）高纯纳米碳酸钙 第二章 习题 简答题 1、无机化工包括哪些类产品？ 2、无机非金属材料中的硅酸盐材料包括哪几种？ 3、烧碱是用什么方法生产的？ 4、三酸两碱都包括那些酸和碱？ 5、最重要的氮肥是什么？其氮含量大约是多少？ 论述题 1、简述硫酸生产的主要步骤和每个步骤的目的，写出主要反应方程式。 2、简述合成氨生产的主要步骤和每个步骤的目的，写出主要反应方程式。 第2章 无机化工 无机化学工业是相对于有机化学工业而言的庞大工业部门，它是发展最早的化工部门，在推动化工技术的发展上作出过重要的贡献。例如在过去，曾以硫酸产量的多少为标志，来衡量一个国家化学工业的发达程度，但现在已让位给乙烯了。 无机化工的特点 1、无机化工发展历史长，对人类生存和科技发展具有积极的推动作用和影响。 2、无机化工产品是重要的基本化工原料，产量大，通用性强。 3、与有机化工产品相比，品种相对较少，生产过程相对简单。 4、新型无机化工产品不断出现，有些是高科技产品，如锂离子电池材料等。 无机化工原料 无机化学工业的原料来源很广，大致可分五大类：空气、水、化学矿物、化石燃料（煤、石油、天然气等）及生物质资源。 一、酸、碱（三酸、两碱） 二、化肥（氮肥、磷肥、钾肥） 三、无机盐产品（电池原料、水处理剂等） 四、无机非金属材料（先进陶瓷、炭材料、 人造金刚石等） 主要无机化工产品和用途 一、酸和碱 1、硫酸 (H2SO4)、硝酸 (HNO3)、盐酸 (HCl)； 2、烧碱 (氢氧化钠，NaOH)、纯碱 (碳酸钠， Na2CO3)； 3、无机盐 (由金属离子或铵离子与酸根离子组 成的物质） 二、化 肥 1、氮肥（尿素、硝酸铵、氯化铵、硫 酸铵等）； 2、磷肥、钾肥和复合肥（偏磷酸钾、 磷酸铵等） 无机盐产品 1、电池工业原料 锌-锰电池-----用氯化锌和氯化铵作电解质，氯化汞作缓蚀剂； 锂离子二次电池-----用钴酸锂、锰酸锂作正极材料；六氟磷酸锂、高氯酸锂作电解质。 二次锂离子电池 R6 ----- 普通锌-锰电池（5号） R20 -----普通锌-锰电池（1号） LR6 ----- 碱性锌-锰电池（5号） 无汞 ----- 不含HgCl2缓蚀剂 Li-MnO2-----锂（一次）电池 Ni-Cd ----- 镍-镉（二次）电池 Ni-MH ----- 镍-氢（二次）电池 Li-ion ----- 锂离子（二次）电池 水处理剂 杀菌剂（抑制水中菌藻和微生物的滋长）----次氯酸钠、漂白粉等； 絮凝剂（加快水中悬浮物和污泥的沉降）----硫酸铝、聚氯化铝、氯化铁等。 无机非金属材料 1、先进陶瓷（精细陶瓷或特种陶瓷） 结构陶瓷----利用其热、机械、化学功能，具有耐热、耐磨损、高强度、高硬度、耐冲击、隔热性能的一大类陶瓷材料。 功能陶瓷----利用其电、磁、声、光、催化、生物化学等功能，主要是作为绝缘材料、压电材料、磁性材料、电子材料、生物医用材料、抗菌陶瓷材料等。 2、新型炭材料 碳纤维----碳纤维及其复合材料具有高比强度、高比模量、耐高温、耐腐蚀、耐疲劳、抗蠕变、导电、导热、热膨胀系数小等一系列优异性能。它们既作为结构材料承载负荷，又作为功能材料发挥作用。 石墨的理想层面结构 热处理过程中炭前躯体的结构变化 圆形 碳纤维 碳纤维增强机翼 螺旋状炭纤维 人造金刚石----通常以纯石墨为原料，铁、铬等为催化剂，在高温高压下合成人造金刚石。近年出现新的低压合成方法：热丝化学气相沉积法（CVD法）、等离子体气相沉积法等。用于磨料、切削工具、电子器件涂膜等。 C60家族 碳纳米管----由碳原子组成的管状大分子，单壁纳米管的直径在0.4至1.8纳米。其抗张强度是高强合金钢的20倍；具有优异的场致发射功能。可用于纳米电路、更薄更省电的平面显示器、扫描电镜的探针、氢气储存等用途。 碳 纳 米 管 用导 电大分 子碳制 作的超 细导线 典型产品生产工艺 接触法生产硫酸工艺 （1）二氧化硫的制备 （2）含二氧化硫原料气的净化 （3）二氧化硫氧化为三氧化硫 （4）三氧化硫的吸收 接触法生产硫酸工艺 硫铁矿 二氧化硫制备 原料气的净化 三氧化硫制备 二氧化硫吸收 SO2 + 0.5O2 SO3 + Q SO3 + H2O H2SO4 + Q 4FeS + 7O2