水热与溶剂热合成的的原理特点与应用.ppt

6.1水热法合成程序选择反应物料；确定合成物料的配方；配料程序摸索，混料搅拌；装釜，封釜；确定反应温度、时间、状态（静止与动态晶化）；取釜，冷却（空气冷、水冷）；开釜取样；过滤，干燥；检测：光学显微镜观察晶貌与粒度分布；粉末x射线衍射（XRD）物相分析。6、水热与溶剂热合成的制备过程、工艺控制水热反应的影响因素温度温度梯度压力填充度水热处理时间固含量溶液pH值矿化剂的选择及浓度分散剂的选择及浓度加料方式6.2反应工艺控制水热法中微晶生长速率与反应条件的关系：温度：填充度一定时,反应温度越高,晶体生长速率越大;压力：在相同的反应温度下,体系压力越高,晶体生长速率越大;生长区与溶解区之间的温度梯度ΔT：在一定的反应温度(指溶解区温度)和填充度下,ΔT越大,反应速率越大;填充度：在一定的反应温度下,晶体生长速率与填充度成正比。填充度越大,体系压力越高,晶体生长速率越大。(50％~80％)7.水热反应或溶剂热反应的基本类型及应用与高温高压水溶液或其它有机溶剂有关的反应称为水热反应（HydrothermalReactions）或溶剂热反应(SolvothermalReactions)。合成反应热处理反应转晶反应离子交换反应单晶培育脱水反应分解反应提取反应氧化反应沉淀反应晶化反应水解反应烧结反应反应烧结水热热压反应纳米羟基磷灰石(n-HAP)的超声波辅助水热合成结果：在控制水热合成温度200°C、时间8h,气泡室的微环境促进n-HAP晶核的生成,使得晶核的生长速度大于晶粒的生长速度,制得的n-HAP晶体粒度小（晶轴方向尺寸约79nm,端面尺寸约48nm）晶粒饱满。作业：1、水热与溶剂热合成的特点及应用？2、超临界水氧化的应用？3、举一个水热与溶剂热合成材料的实例。（反应类型、设备、制备过程、工艺控制、产物结构与性能）温度梯度的影响晶体生长得很快,但是往往出现网状开裂，沿籽晶面开裂、双晶、并常常伴有自发成核杂乱堆积的小晶体生成。晶体生长速度又快,质量又好。高质量的晶体在该段产生。晶体生长的速度很慢。该段下部有时晶体不但不长,还会出现籽晶溶解变小的现象。ΔT大，不稳过饱和区ΔT适中，亚稳过饱和区ΔT小，稳定区水的p-T图不同填充度下水的压力-温度图（FC-P-T图）在工作条件下，压力大致依赖于反应容器中原始溶剂的填充度。填充度通常在50％-80％为宜，压力是在0.02~0.3GPa。溶液pH值的影响制备镍锌铁氧体：晶相组成：XRD表明:pH值过低时,镍锌铁氧体的衍射峰不明显,pH过高时,制得粉体的衍射峰中有杂峰。磁性能：随着pH值的升高,饱和磁化强度增大,当达到10.5以后,饱和磁化强度开始下降。最佳pH值为10.5。制备纳米SnO2：反应程度：当初始酸浓度过低时,反应不完全,SnO2中含有Sn粒,当酸浓度过高时,H+残余在SnO2产品中。内容回顾：水热法：是指在特制的密闭反应器(高压釜)中,采用水溶液作为反应体系,通过对反应体系加热加压(或自生蒸汽压),创造一个相对高温、高压的反应环境,使通常难溶或不溶的物质溶解并且重结晶（或反应)而进行无机合成与材料处理的一种有效方法。水热法制备祖母绿CrBe3Al2[Si6O18]反应机理固相反应水热与溶剂热反应界面扩散液相反应溶液化学高温、高压溶液均匀性、扩散快速、温和、可控性好新物质、难制备物质、高压相、特殊凝聚态、介稳态、异价结晶性好,纯净,无需热处理水热与溶剂热合成的特点活性高：可代替固相反应以及难于进行的合成反应。高压水热条件：合成特种介稳结构、特种凝聚态的新合成产物。能够使低熔点化合物、高蒸气压且不能在融体中生成的物质、高温分解相在水热与溶剂热低温条件下晶化生成。④结晶好:人工晶体、单晶⑤可控性好：纳米材料、薄膜材料、掺杂、复合材料水热与溶剂热合成的应用*1)水热法是利用高温高压的水溶液使那些在大气条件下不溶或难溶的的物质溶解，或反应生成该物质的溶解产物，通过控制高压釜内溶液的温差使产生对流以形成过饱和状态而析出生长晶体的方法。自然界热液成矿就是在一定的温度和压力下，成矿热液中成矿物质从溶液中析出的过程。水热法合成宝石就是模拟自然界热液成矿过程中晶体的生长。2)高温高压合成法的开始：地质工作者在研究地质及岩石的变化过程中发展的。*1)水热法是利用高温高压的水溶液使那些在大