无机精细化学品与材料
精细化工教案(第二章无机精细化学品)09应本
第二章无机精细化学品现代无机精细化学品在很大程度上(数量上)就是通过物理的和化学的新工艺方法，对其已有的无机物进行精细化加工而制得的。
§1 超细化一、超细颗粒通常所说的粉末或颗粒，一般是指大小为l mm以下的固态物质。
当固态颗粒的粒径在0.1㎛～10㎛之间时称为微细颗粒，或称为亚超细颗粒。
空气中飘浮的尘埃，多数属于这个范围。
当粒径达到0.1㎛以下时，则称为超细颗粒。
超细颗粒还可以再分为三档；即大、中、小超细颗粒。
粒径在10nm至100nm之间的称大超细颗粒；粒径在2nm至10nm之间的称中超细颗粒；粒径在2nm以下的称小超细颗粒。
目前中小超细颗粒的制取仍较为困难，因此本节所述的超细粉体材料是指粒径在0.1㎛～0.01㎛之间的固态颗粒。
1、超细颗粒的特性超细颗粒与其一般粉末比较，已发现它具有一系列奇特的性质，如熔点低、化学活性高、磁性强、热传导好、对电磁波的异常吸收等特性。
2、超细颗粒的制备途径目前，超细颗粒的制备途径大体上有两个方面：一是通过机械力将常规粉末材料进一步超细粉化；一是借助于各种化学和物理的方法，将新形成的分散状态的原子或分子逐渐生长成或凝聚成所希望的超细颗粒。
二、气相法气相法目前分为：物理气相沉积(PVD)法和化学气相沉积(CVD)法两种。
1、PVD法是利用电弧、高频电场或等离子体等高温热源将原料加热，使之气化或形成等离子体，然后通过骤冷，使之凝聚成各种形态(如晶须、薄片、晶粒等)的超细粒子。
2、CVD法是以金属蒸气、挥发性金属卤化物或氢化物或有机金属化合物等蒸汽为原料，进行气相热分解反应，或两种以上单质或化合物的反应，再凝聚生成超细粉。
其中等离子体作为高温热源已得到广泛的应用。
二、液相法1、化学法化学法是通过化学反应，如离子之间的反应或水解反应，生成草酸盐、碳酸盐、氢氧化物、水合氧化物等有效成分的沉淀物，沉淀颗粒的大小和形状可由反应条件来控制。
然后再经过滤、洗涤、干燥、有时还需经过加热分解等工艺过程，最终得到超细粉体材料。
化学无机材料知识点总结
化学无机材料知识点总结一、化学无机材料的简介化学无机材料是指由无机物组成的材料，通常指的是由金属、非金属或者半导体等无机物质组成的材料。
这些材料具有独特的化学和物理性质，因此在工业、建筑、电子、能源等领域有着广泛的应用。
二、化学无机材料的分类1. 金属材料：金属材料是由金属元素组成的材料，具有良好的导热性、导电性和可塑性，常见的金属材料包括铁、铝、铜、锌等。
金属材料广泛应用于建筑、机械制造、电子等领域。
2. 非金属材料：非金属材料通常包括氧化物、硅酸盐、硼化物等，其特点主要包括硬度高、耐磨性好、绝缘性能强等优点。
非金属材料在陶瓷、玻璃、塑料等领域有着广泛的应用。
3. 半导体材料：半导体材料主要指的是硅、锗、碲等元素构成的材料，具有介于金属和非金属之间的导电特性，广泛应用于电子、光电子等领域。
4. 硬质合金材料：硬质合金材料通常由金属和非金属混合而成，具有硬度高、耐磨性好等特点，广泛应用于刀具、轴承、机械零部件等领域。
5. 磁性材料：磁性材料包括铁、镍、钴等金属材料，具有良好的磁性能，广泛应用于电机、传感器等领域。
6. 光学材料：光学材料主要包括玻璃、晶体等，具有良好的透光性和光学性能，广泛应用于光学器件、激光技术等领域。
7. 超硬材料：超硬材料具有极高的硬度和耐磨性，主要包括金刚石、立方氮化硼等，广泛应用于刀具、磨料等领域。
8. 隔热隔音材料：隔热隔音材料包括岩棉、泡沫塑料等，具有良好的隔热性能和隔音性能，广泛应用于建筑、汽车制造等领域。
三、化学无机材料的性质1. 导电性：金属材料具有良好的导电性能，而非金属材料和半导体材料具有一定的导电特性。
2. 热导性：金属材料具有良好的导热性能，而非金属材料和半导体材料的导热性能相对较差。
3. 光学性能：光学材料具有良好的透光性和光学性能，可用于制造光学器件。
4. 磁性能：磁性材料具有良好的磁性能，可用于制造电机、传感器等设备。
5. 化学稳定性：化学无机材料通常具有良好的化学稳定性，能够在各种恶劣环境下保持稳定性能。
精细化工
精细化工的定义：以无机、有机原料或产品为起始物，经过深度加工后能增进或赋予一类产品以特定功能或本身拥有特定功能的小批量高纯度的化学品，称其为精细化工产品，生产其工业即为精细化工。
精细化工的特点：1.知识密集度高 2.研究与开发难度大 3.技术和产品更新快 4.质量要求高精细化工的生产特性：1.小批量、多品种 2.综合生产流程和多功能生产装置 3.技术密集度高、垄断性强 4.大量应用配方技术 5.商品性能精细化工的经济特性：1.投资效率高 2.利润率高3附加价值率高精细化学品的作用：1.赋予各种材料以特殊的性能和功能 2.促进农林牧副渔各行业的优质高产 3.提高人类的生活质量 4.促进科学技术的不断进步 5.高经济效益精细化率：精细化率表征精细化工的发展程度，精细化率即为精细化工在整个化学工业中所占的比重。
精细化率=精细化工产值/化学工业总产值*100%精细化学品的种类：表面活性剂、饲料添加剂、水处理化学品、油田化学品、新型精细化学品、环境保护物料输送：物料从一个设备到另一设备，一地方到另一地方，一生产过程到另一过程液体常用设备是泵，气体是离心通风机，固体为输送机。
反应：精细化工产品经过一系列化学和物理处理，涉及很多化学反应，基本都在反应器里进行，因此反应器是核心设备。
设备结构取决于：所处理物料的特性和实现过程的条件，决定设备构造的因素：物料的聚集状态和混合物的稠度、混合的强度、操作温度和压力、热效应和传热强度以及物料的化学性质。
传热强度和混合强度为主要因素。
悬浮液的分离：含有固体颗粒的液体为悬浮液。
使固体颗粒与液体相分离的操作称为分离。
分离分过滤和沉降两类。
过滤式使悬浮液通过多孔的过滤介质，将固体颗粒截留，介质另一侧得到液体物料，其推动力为重力或压力差(颗粒直径小于0.5um分离较困难)。
沉降是利用重力或离心使固体粒子下沉而分离。
蒸发：将含有非挥发性溶质和挥发性溶剂组成的溶液进行浓缩的过程。
减压蒸发是精细化工生产使用最多的，它效率高、热量损失小、可以利用低压蒸汽、对热敏性溶液也适用。
精细化工生产工艺第二版第2章无机精细化学品与材料
Thank you
2. 氯化磷酸三钠 以磷酸三钠和次氯酸钠为原料的主要工艺条件如下
（1）溶解反应（2）冷却结晶（3）干燥
二、硼化物精细化学品
含硼化合物的精细化工产品广泛应用于日用化工、 医药、轻纺、玻璃、陶瓷（釉）、搪瓷、冶金、机械、 电子、建材、石油化工及军工、尖端技术等各领域中。 随着科学技术和工业生产的飞跃发展，消费量在不断扩 大和增长。 1. 过硼酸钠
五、薄膜化技术
薄膜是物质的一种形态，其膜材十分广泛，单质、化合 物或复合物，可用无机材料或有机材料来制作薄膜。薄膜的 性能多种多样，有磁学性能、催化性能、电性能、超导性能 、光学性能、力学性能等。因此薄膜在工业上有着广泛的应 用，特别是在微电子工业领域中占有极其重要的地位。现有 的制膜工艺有涂布法、溶胶-凝胶法、化学溶液镀膜法、离子 成膜法、物理蒸发法、化学堆积法和分子束外延法等。如何 选择方法要根据具体情况而定。有时制取某一种薄膜有几种 方法可供选择，则要根据薄膜的功能要求和工艺繁简程度等 因素综合考虑决定。
1. 碳纤维
二、纤维材料
2. 硼纤维 3. 碳ຫໍສະໝຸດ 硅纤维三、阻燃材料阻燃剂可分为有机和无机两类。与有机阻燃剂相比 ，无机阻燃剂有以下特点：毒性低，多数的无机阻燃剂 无毒；不产生腐蚀性气体；热稳定性好，不挥发，不析 出，有持久的阻燃效果；价廉，有广泛的原料来源。
下面按元素系简述几种主要无机阻燃剂： 1. 锑化合物阻燃剂 2. 铝化合物阻燃剂 3. 硼化合物阻燃剂
2. 钼酸锌
四、锂化合物
1. 碳酸锂 主要反应式为：
2. 溴化锂
第四节 无机精细材料
1 精细陶瓷 2 纤维材料 3 阻燃材料
一、精细陶瓷
1. 精细陶瓷的分类方法
精细化学品化学
第1章 绪论
3.3 有机氟有机硅材料 氟树脂以其优异的耐温性、绝缘性、耐摩擦性、化学稳定性及润滑 性，正在成为现代化工业中许多关键技术不可缺少的材料。氟橡胶的耐 热、耐油、耐溶剂、耐强氧化剂等特性，以及良好的机械性能，使之在 军工、航天航空、汽车、石化等许多领域享有重要地位。 有机硅包括各种基团的硅油、硅橡胶、硅树脂和含硅低分子化合物。 它们有很好的耐高低温性能、电绝缘性，特别是介电性能不随温度变化 而剧烈变化；介电常数不随频率升高而增加；耐电弧、耐漏电、耐臭氧、 耐辐射、耐候、耐燃，是一种不可多得的材料。 3.4 膜的应用及制备 膜是一种二维材料，厚度在纳米到微米范围，但其性能优异，应用 广泛，备受关注。膜技术是当代新型高效分离技术，与传统技术相比， 具有高效、节能、易于控制、操作方便、便于放大等优势，用于各种领 域，形成了新兴的高技术产业。专家甚至把膜分离技术与设备的发展称 为“第三次工业革命”。反渗透、超滤、微滤和电渗析等是膜分离的主 要方法和手段。一些全新的膜过程，如膜蒸馏、膜萃取、膜反应、亲和 膜分离等，吸取了膜分离和传统分离方法的优点，是膜技术发展的主要 方向。纳米技术也为膜技术的发展推波助流。
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第1章 绪论
3、 21 世纪高速发展的精细化工领域
3.1 生物化工 生物技术的发展重点在于生物催化工业化，使其成为切实的生产力。 生物催化转化条件温和、选择性高、催化剂制造成本低。生物催化的核 心是以酶为催化剂。酶催化反应速度比非酶催化一般要快106~1012 倍， 而催化剂用量仅为传统催化剂的0.001%~1%。酶催化一般在20~40℃、 常压、pH 5~8 的条件下进行，如此温和的条件使得传统催化易发生的分 解、异构、消旋和重排等副反应大为减少。酶除极少数化学反应不能催 化外，几乎能催化各种类型的化学反应，所以生物化工将会给化学工业 带来一次技术革命。 3.2 燃料清洁化与替代产品 目前，燃料的清洁化和替代品开发和研究主要集中在以下几个方面： ①采用电控直喷式汽油发动机和高性能三效催化转化器结合，大大降低 污染物排放。②发展加氢、萃取、吸附、催化、络合、生物等脱硫技术， 改善油品质量, 以保证汽车尾气三效转化器的活性，防止催化剂中毒。③ 采用甲醇、乙醇、二甲醚、合成油、生物柴油、烷基化油等替代产品补 充能源，逐步向氢燃料电池、太阳能方向迈进。
化工百科
化工人类与化工的关系十分密切，在现代生活中，几乎随时随地都离不开化工产品，从衣、食、住、行等物质生活，到文化艺术、娱乐等精神生活，都需要化工产品为之服务。
有些化工产品在人类发展历史中，起着划时代的重要作用。
它们的生产和应用，甚至代表着人类文明的一定历史阶段。
目录展开编辑本段词语解释词目：化工拼音：huà gōng基本解释1. [chemical industry]∶化学工业的简称化工厂2. [chemical engineering]∶化学工程的简称化工系3. [the operations of nature in producing changes]∶自然的造化者详细解释1. 指自然的造化者。
语本汉贾谊《鵩鸟赋》：“且夫天地为鑪兮，造化为工。
” 唐元稹《春蝉》诗：“我自东归日，猒苦春鸟声。
作诗怜化工，不遣春蝉生。
” 宋范成大《荔枝赋》：“钟具美於一物，繄化工之所难。
” 元元淮《立春日赏红梅之作》诗：“应是化工嫌粉瘦，故将颜色助花娇。
” 清王士禛《渔洋诗话》卷上：“余因思《诗》三百篇，真如化工之肖物。
”2. 自然形成的工巧。
明李贽《杂说》：“《拜月》《西厢》，化工也；《琵琶》，画工也。
夫所谓画工者，以其能夺天地之化工，而其孰知天地之无工乎？” 清陈廷焯《白雨斋词话》卷七：“ 方回笔墨之妙，真乃一片化工。
”3. 化学工业、化学工程、化学工艺学、化工单元操作等术语的简称，通常指化学工业或化学工程。
编辑本段化工 chemical industry化学工业（chemical industry）、化学工程（chemical engineering）、化学工艺（chemical techno-logy）都简称为化工。
化学工业包括石油化工（petrochemicals）, 农业化工（agrochemicals）, 化学医药（pharmaceuticals）, 高分子（polymers）, 涂料（paints）, 油脂（oleochemicals）等。
第一章绪论精细化学品
第一章绪论1.1精细化学品定义精细化学品的解释，国际上有三种说法：1974年，美国学者克林（C.H.Kline）提出：先根据“质”对化学品进行分类：无差别化学品：具有固定熔点或沸点，能以分子式或结构式表示的称为无差别化学品，不具备上述条件的为差别化学品。
再以“量”继续划分：通用化工产品：大量生产的无差别化学品，如酸碱，盐，甲醇，乙醇等，准通用化学品：较大量生产的差别化学品，如塑料，合成纤维，合成橡胶精细化学品：小量生产的无差别化学品，如原料医药，原料农药专用化学品：小量生产的差别化学品。
医药制剂，商品染料日本的释义是具有高附加价值、技术密集型、设备投资少、多品种、小批量生产的化学品。
即把克林教授释义的精细化学品和专用化学品统称为精细化学品。
中国原则上采用日本对精细化学品的释义。
较为公认的定义：指对基本化学工业生产的初级或次级化学品进行深加工而制取的具有特定功能、特定用途、小批量生产的系列产品，称为精细化学品，有时也称为专用化学品。
研究精细化学品的组成、结构、性质、变化、制备及应用的科学称为精细化学品化学。
1.2精细化学品的分类关于精细化学品的分类，每个国家根据自身的生产体制而略有不同。
欧美将专用化学品按其使用性能分为三大类：准商用化学品；多功能、多用途化学品；最终用途化学品或直接上市化学品。
“联合国经济合作及发展组织”将专用化学品细分为47大类。
日本《化学工业统计月报》和《工业统计表》，1993年将精细化学品分为32类。
中国原化学工业部1986年3月6日颁布了《关于精细化工产品分类的暂行规定和有关事项的通知》规定中国精细化学品包括11个产品类别，每一门类又分为许多小类。
1.3精细化工和化学品的特点1多品种、小批量每种精细化学品都有其一定的应用范围，具有特定使用功能，所以必然有多品种的特点。
另外精细化学品一般都有一定的寿命，所以需要不断开发新品种。
国外表面活性剂的品种就有5000多种，不同化学结构的染料品种有5000种以上，法国的发用化妆品就有2000多种牌号。
化工产品分类
化工行业分类化工行业包含化工、炼油、冶金、能源、轻工、医药、环保和军工等部门从事工程设计、技术开发、生产技术管理和科学研究等方面的行业。
上游产业：（石油组分）●石油勘探、开采●油品●润滑油●能源中游产业（基础油及原料/有机中间体）●乙烯苯●苯的衍生物●苯乙烯●助剂等下游产业（精细化学品/高分子材料）●有机硅化学品●水处理技术及水处理剂●油田化学品●特种腊制品●通用塑料●工程塑料●聚氨酯1、无机化工原料：单质、工业气体（氢、氦、氮、氧、氩、二氧化碳）、无机碱（氢氧化钠、氢氧化钾）、无机酸（盐酸、硫酸、硝酸、氢氟酸、次氯酸）、无机盐、氧化物、非金属矿产、其他未分类无机化工原料；2、化学矿：硫矿、钾矿、磷矿、硼矿、其他化学矿；3、有机化工原料：烷烃及衍生物（甲烷、乙烷、丙烷）、烯烃及衍生物（乙烯、丙烯、丁二烯）、炔烃及衍生物（乙炔、乙烯基乙炔）；醇类（乙醇、异丙醇、正丁醇）、酸类（乙酸、柠檬酸）、醛类（乙醛）、酮类（丙酮）、酯类（乙酸乙酯、乙酸丁酯）、醚类（乙醚）、砜类、胺类；碳水化合物类、羧酸及衍生物、醌类、芳香烃及衍生物（苯、甲苯、二甲苯、苯乙烯）、酸酐；有机中间体、杂环类、硝基物、卤化物（氯仿，四氯化碳、氟利昂）、其他未分类有机化工原料。
4、塑料原料：（1）通用塑料：聚乙烯PE（乙烯聚合）、聚丙烯PP（丙烯聚合）、聚氯乙烯PVC（氯乙烯聚合）、聚苯乙烯PS（苯乙烯聚合）、ABS（丙烯腈、丁二烯、苯乙烯聚合；（2）工程塑料（综合性能优良，刚性大，蠕变小，机械强度高，耐热性好，电绝缘性好，可在较苛刻的化学、物理环境中长期使用，可替代金属作为工程结构材料使用，但价格较贵，产量较小。
）：聚苯醚、聚苯硫醚、聚甲醛、聚醚酰亚胺、聚碳酸酯、聚碳酸酯聚合物、聚酰胺、聚酯树脂、热塑性弹性体、色母再生料、其他未分类塑料原料；5、橡胶原料：（1）天然橡胶：A通用类：颗粒胶、烟片胶、风干片胶、绉片胶；B特种类：恒粘橡胶、充油橡胶、低粘橡胶、胶清橡胶、易操作橡胶，炭黑共沉胶、纯化橡胶，粘土共沉胶、轮胎橡胶，散粒橡胶；C改性类难结晶橡胶、环氧化橡胶、氯化橡胶、接枝橡胶、液体橡胶、氢氯化橡胶、环化橡；D其他植物产的橡胶：银菊橡胶、杜仲橡胶。
全套课件 精细化工概论
第一章 绪 论
第一节 精细化工的定义与范畴
一般说来，精细化学品应具备如下特点： (1)品种多，产量小，主要以其功能进行交易； (2)多数采用间歇生产一般中小型企业即可生产； (5)整个产品产值中原材料费用的比率较低，商品性较 强； (6)直接用于工农业、军工、宇航、人民生活和健康等 方面，重视技术服务； (7)投资小，见效快，利润大； (8)技术密集性高，竞争激烈。
第一节 超 细 化
一、气相法 气相法目前分为：物理气相沉积(PVD)法和化学气相 沉积(CVD)法两种。 PVD法是利用电弧、高频电场或等离子体等高温热源 将原料加热，使之气化或形成等离子体，然后通过骤冷， 使之凝聚成各种形态(如晶须、薄片、晶粒等)的超细粒子。 其优点是可以通过输入惰性气体和改变压力，从而控制超 细粒子的尺寸。该方法特别适合于制备由液相法和固相法 难以直接合成的非氧化系(如金属、合金、氮化物、碳化 物等)的超细粉，粒径通常在0.1㎛以下，且分散性很好。 其中真空蒸发法是目前在理论上研究最多和制造超细粉最 常用的方法之一。
第一节 超 细 化
⑴沉淀法 沉淀法是在原料溶液中添加适当的沉淀剂，使原料溶 液中的阳离子形成各种形式的沉淀物。如果原料溶液中有 多种成分的阳离子，经沉淀反应后，就可以得到各种成分 均一的混合沉淀物，这就是所谓的共沉淀法。利用该法可 以制备含有两种以上金属元素的复合氧化物超细粉。如向 BaCl2 和 TiCl4 混 合 溶 液 中 滴 加 草 酸 溶 液 ， 能 沉 淀 出 BaTiO(C2O4)2·4H2O，经过滤、洗涤和加热分解等处理，即 可得到具有化学计量组成的、所需晶型的BaTiO3超细粉。 共沉淀法目前已广泛应用于制备钙钛矿型、尖晶石型、 PLZT、BaTiO3系材料、敏感材料、铁氧体以及荧光材料的 超细粉。在制备过程中，需要特别重视的是洗涤操作。
精细化学品主要内容
★1.精细化学品：指一些具有特定的应用性能，合成工艺中步骤繁多、反应复杂、产量小而产值高的产品。
例如：医药、化学试剂。
2.通用化工产品：指一些应用范围广泛，生产中化工技术要求很高，产量大的产品。
例如：石油化工中的塑料、合成纤维、橡胶等。
★3.精细化学品五大特点：①具有特定功能：应用的对象比较狭窄，专用性强而通用性弱。
如：医药、农药、化妆品、粘合剂、增塑剂等。
②大量采用复配技术：由于应用对象的特殊性，很难采用单一的化合物来满足要求，于是配方的研究成为决定性的因素。
如：合纤纺丝油剂、液体染料、洗涤剂③小批量、多品种，本身的用量不是很大。
如医药、染料、食品添加剂、粘合剂、洗衣粉④技术密集：投资较高，工艺流程长，单元反应多，原料复杂，中间过程控制要求严，技术保密性强、专利垄断性强。
⑤附加价值高，包括：利润、工人的工资、动力消耗以及技术开发费用。
4.精细化学品分类：（欧美）准商用(通用)化学品; 多功能、多用途化学品;最终用途化学品或直接上市化学品。
（中国）：农药；染料；涂料（包括油漆和油墨）；颜料；试剂和高纯物；信息用化学品（包括感光材料、磁性材料等能接受电磁波的化学品）；食品和饲料添加剂；黏合剂；催化剂和各种助剂；化学药品和日用化学品；功能高分子材料（感光材料等）。
★5.胶黏剂:胶粘剂是一种靠界面作用(化学力或物理力) 把各种固体材料牢固的粘接在一起的媒介物质，又叫粘接剂或胶合剂，简称为“胶”。
6★胶黏剂特点（优点）：能有效的应用于不同种类或不同形状材料之间的连接，能粘合用其他方法不能连接的物质，如粘接薄膜、纤维、小颗粒等。
应力分布面广，比采用机械连接易得到更轻、更牢固的组件，如可以采用夹心板（由蜂窝芯和薄的铝或镁）制造飞机的机翼、尾翼和机身，可以减轻飞机的重量、降低疲劳破坏的可能性。
通过交叉粘接能使各向异性材料的强度、重量比及尺寸稳定性得到改善，如木材本身不钧一且对水敏感，经交叉粘接后可变成不翘曲且耐水的层压板。
(最新整理)精细化学品化学绪论(第一章)
相转移催化技术是20世纪60年代末发展起来的新技术， 具有反应条件缓和、操作简便、反应时间短、产品收率高、 产品纯度高等突出优点，在化学工业中引起了普遍的重视， 其应用范围日益扩大。
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1．相转移催化原理
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2．相转移催化剂 （1）季鎓盐类相转移催化剂 （2）聚醚类相转移催化剂
化学型：精细化学品（如化学试剂）
精细化学品{
功能型：专用化学品（如洗发香波）
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通用化学品：产量大，无差别。三酸、二碱、 盐、乙醇、丙酮等
准（半、拟）通用化学品：产量大，有差别。 如塑料、合成纤维、合成橡胶 （一般）精细化学品：产量小，无差别。原 料医药、原料农药、原料染料等
专用化学品：产量小，有差别。医药制剂、
等特点。(包括三酸、二碱、三大合成材料塑料、
合成橡胶和合成纤维 )。
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§1-1 精细化学品的范围
2、精细化学产品(Fine Chemicals )： 能增进或赋予一种(类)产品以特定功能，或本
身具有特定功能的小批量、高纯度和高利润的化 学品。
对基本化学工业生产的初级或次级化学品进 行深入加工而取得的具有特定功能、特定用途、 小批量的系列产品
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电解有机合成的优点
■在许多场合具有高选择性和特异性 ■不需要使用价格较贵的氧化剂或还原剂 ■反应可在温和的条件下进行 ■节能 ■可以是无公害的清洁反应
(最新整理)精细化学品化学绪论(第一章)
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第一章 绪论
§1-1 精细化学品的范围
一、化工产品按用途分类
专题6精细化学品
精细化工是精细化学品生产工业的简称。
精细化学品，国际上一般有两种意见：日本把凡是具有专门功能，研究开发、制造及应用技术密集度高，配方技术左右着产品性能，附加价值高，收益大，批量小，品种多的化工产品称为精细化学品；另一种称谓则是以专用化学品来代替精细化学品。
在我国，精细化学品一般指深度加工的、技术精密度高和附加价值大的化学品，其多数产品为品种多，更新快，规模小，利润高。
它的范围随着社会科学技术的进步，生产和消费水平的提高而不断扩大。
精细化工是本世纪70年代以后世界化学工业特别是发达国家化学工业结构调整和发展的重点，目前发达国家精细化工率已达到55%～65%，而我国大约为40%左右。
精细化工的发展程度是一个国家综合国力和技术水平的重要标志之一。
随着科学技术的发展和进步,精细化工的门类和精细化学品的品种越来越多，应用的领域和范围也越来越广。
而精细化工特别是新领域精细化工一直被列为我国化学工业发展的战略重点之一。
1.精细化学品的分类精细化学品的范围十分广泛，主要有结构分类及功能分类两种方法。
但比较适应的是混合分类法，先以产品本身具有的特定功能来分类，再在类中采用结构分类来细分。
日本1984年《精细化工年鉴》统计为35类，我国1986年化学工业部把精细化工产品分为11大类，它们是：农药、染料、涂料（包括油漆和油墨）、颜料、试剂和高纯物、信息用化学品（包括感光材料、磁性材料等）、食品和饲料添加剂、黏合剂、催化剂和各种助剂、化学药品和日用化学品、功能高分子材料（包括功能膜、偏光材料等）。
但该分类显然未包括精细化学品的全部内容，如医药制剂、酶制剂、精细陶瓷等。
此外，从生产角度还可以将精细化学品分为两大类：一类是以分子水平合成、提纯为主，结合少量的复制增效技术得到的有特定功能的化学品，如农药、染料、颜料、试剂和高纯物、信息化学品、食品和饲料添加剂、功能高分子材料等。
另一类是以配方技术为主要生产手段，配方技术能左右最终使用功能的化学品，如涂料、洗涤化妆品、香料、黏合剂等。
精细化学品化学教学大纲
《精细化学品化学》课程教学大纲课程名称：精细化学品化学Fine Chemical一、课程内容理论部分：（一）绪论1. 精细化学品与精细化工的概念2. 精细化学品与精细化工3. 精细化学品分类4. 精细化学品的生产特点及发展趋势（二）表面活性剂1. 表面活性剂简介2. 表面活性剂的作用原理3. 表面活性剂的功能与应用4. 常见表面活性剂简介（三）日用化学品1. 护肤用化妆品2. 美容用化妆品3. 洗涤用化学品（四）食品添加剂1. 概述2. 食用色素3. 防腐剂4. 抗氧化剂5. 其它食品添加剂（五）香精与香料1. 概述2. 天然香料3. 合成香料4. 香精（六）染料与颜料1. 概述2. 染料3. 功能染料4. 有机颜料5. 荧光增白剂（七）石油用化学品1. 概述2. 燃料油用添加剂3. 开采石油用添加剂实验部分：实验一雪花膏的制备实验二十二烷基苯磺酸钠洗衣粉的制备二、大纲说明（一）课程的性质和任务《精细化学品化学》是应用化学专业本科生的选修课。
系统阐述各类精细化学品的定义，分类，制备方法，构效关系等理论和方法的一门学科，涉及有机合成，无机材料，分析分离技术，物理化学，生物学，材料学等诸多学科专业，具备学科的交叉及目标产品的商品化两大特征。
通过《精细化学品化学》这门课程的学习，使学生基本掌握精细化工的范畴，特点，发展方向；了解部分常见精细化学品的分类、化学结构、合成化学、应用性能及范围；了解现代精细化工领域中所采用的新技术。
这门课程有助于学生学习和积累从事精细化工科研工作所需的知识和技能，有助于培养学生综合运用知识、灵活解决实际问题的能力。
培养了能够从事精细化工教学、科研、生产应用等方面工作的专业人才。
（二）课程教学的基本要求通过本课程的教学工作，使学生对精细化学工业的基本面貌、范畴、各系列主要产品、基本原理、性能、应用和发展趋势有一个比较全面的了解和掌握。
重点掌握典型的表面活性剂、化妆品、洗涤用品、香料香精、染料颜料、石油油田化学品的性质特点和制备工艺。
无机材料化学
无机材料化学
无机材料化学是研究无机材料的化学性质、合成方法以及应用领域的一门学科。
无机材料一般指的是没有碳元素或碳元素含量很少的材料，如金属、金属氧化物、无机非金属等。
在无机材料化学中，研究的内容包括材料的结构、晶体结构以及材料与物质之间的相互作用等。
这些研究对于探究物质的性质和应用具有重要意义。
首先，无机材料的结构是研究的重点之一。
通过了解材料的结构，可以揭示材料的性质。
例如，金属材料的结晶结构决定了其导电性和机械性能，而氧化物材料的晶体结构则决定了其光学和磁学性质。
其次，无机材料的合成方法也是研究的重要内容。
针对不同的应用需求，研究人员需要开发出制备特定材料的合成方法。
例如，通过溶剂热法可以合成纳米级的金属氧化物材料，而磁控溅射法可以制备高纯度的薄膜材料。
此外，无机材料在领域中有着广泛的应用。
金属材料常用于工程领域，如铝合金用于航空器制造、钢铁用于建筑结构等。
陶瓷材料具有耐高温、硬度大的特点，广泛应用于电子、能源、航空等领域。
电子材料包括半导体材料和绝缘体材料，被广泛应用于电子器件制造。
此外，无机材料还可以用于化学催化、环境保护、生物学和医疗等领域。
总的来说，无机材料化学是研究无机材料的化学性质、合成方
法以及应用领域的学科。
该学科对于理解无机材料的性质、开发新材料以及解决实际问题具有重要意义。
通过对无机材料化学的研究，可以推动无机材料领域的发展，为人类社会的进步做出贡献。
无机材料与材料科学
无机材料与绿色化学
无机材料在可持续发展中的重 要性
无机材料的环保特性
无机材料在绿色化学中的应用 实例
无机材料对未来可持续发展的 影响
Part Seven
无机材料科学的前 沿研究与展望
无机材料科学的研究现状与趋势
Part Five
无机材料的应用领 域
建筑领域
混凝土：用于建筑物的地基、墙体和楼板等结构 玻璃：用于建筑物的窗户、幕墙和天棚等部位 陶瓷：用于建筑物的卫生洁具、地面和墙面等装饰 耐火材料：用于建筑物的防火和保温等作用
电子信息领域
显示材料：如液晶、等离子 体显示材料等，用于制造显 示器。
电子信息材料：如硅晶片、 电子陶瓷等，用于制造电子 元件和集成电路。
新型无机材料的开发与应 用
无机材料在新能源领域的 研究进展
无机材料在生物医学领域 的应用与前景
无机材料科学的未来发展 方向与挑战
无机材料的未来发展方向与挑战
新型无机材料的研发：探索具有优 异性能的新型无机材料，以满足不 断发展的科技需求。
无机材料的智能化应用：利用无机 材料的特性，开发智能材料和器件， 拓展其在物联网、人工智能等领域 的应用。
光电子材料：如激光晶体、 光电探测器等，用于光电子
技术领域。
磁性材料：如铁氧体、稀土 永磁材料等，用于制造各种
磁性器件。
能源领域
无机材料在太阳能电池中的应用
无机材料在燃料电池中的应用
添加标题
添加标题
无机材料在核能领域的应用
添加标题
添加标题
无机材料在储能技术中的应用
环保领域
无机精细化学品与材料
二、非晶化工艺技术
非晶态（无定形材料、无序材料、玻璃态材料） 是物质的另一种结构形态。非晶态是由晶态转变 而来的。
与晶态相比，有两个最基本的区别：
原子排列不具有周期性
非晶态材料属于热力学的亚稳态。
有继续释放能量、向平衡状态转变的倾向但必须克服一定的能垒，因此非晶态的亚稳态 区别于晶态的稳定性，位垒越高，非晶态越稳定，越不容易结晶化。位垒的高低也直接 关系到非晶态材料的实用价值和使用寿命。
特殊的优异的性能，比如说具有高硬、高强、轻 质、不燃、耐高温、耐腐蚀、耐磨擦等。
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精细化工艺技术
以前对无机化合物的认识和应用主要只停留在表面的，近 代化学和物理的发展为揭示物质本质的奥秘提供了理论依 据，各种分析方法和精密度测试技术的确立有力地推动了 对无机物物性的更深层次的认识。
人们在充分认识了各种材料物性规律的基础上，一方面为 合成新材料提供了理论和方法，更重要的是，大量为改善 已有材料的性能和挖掘已有材料的潜在特殊功能开辟了道 路。无机精细化学品在很大程度上就是通过物理和化学新 工艺，对已有的无机物进行精细化工加工而制得的。
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2、有机改性
主要用于高聚物，常用的主要有两类：表面活性 剂和偶联剂。
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3、复合改性
用于高聚物的各种填料、粉体助剂，为了提高耐 热性、耐候性和化学稳定性，往往先用无机改性 剂进行包膜，然后再用有机改性剂处理，增强无 机粉体材料与聚合物的亲合力，从而取得更理想 的综合效果。
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五、薄膜化技术
金属醇盐容易水解，产生构成醇盐的金属氧化物、 氢氧化物或水合物沉淀。
典型的例子：由金属醇盐合成钛酸钡和钛酸锶。 将Ba(OC3H7)2和Ti(OC5H11)4以等摩尔混合水解， 再经后处理得到粒径小于15nm，纯度达到99.98% 以上的BaTiO3超细粉。
无机精细化学品与材料_图文
二、硼化物精细化学品
如硼酸锌为阻燃剂 如：过硼酸钠[NaBO2·H2O2·3H2O]
1、用途 氧化剂，织物的漂白和脱脂，及用作消毒剂和杀菌剂，也用作洗涤
剂、脱臭剂、电镀溶液的添加剂、分析试剂、有机合成聚合剂以及制 造牙膏、化妆品等的助剂。
三、钨、钼化合物
钨、钼化工产品是冶金工业、电器和电子工业、 化学工业以及玻璃、陶瓷工业重要的中间体和原材 料。比如二硫化钨是新型固体润滑剂，钼酸锌是新 一代无公害白色无毒防绣颜料。
2.1 概述
一、分类与研究范畴
陶瓷零件
无机精细化学品——属于无机化合物的精细化工产品。
无机精细化工——无机精细化学品和无机精细材料
无机精细化学品
单质
锂、钠、镁、硅等
无机化合物
无机过氧化物 碱土金属化合物 硼族化合物 氮族化合物 硫族化合物 过渡金属化合物……….
工程材料（精细陶瓷） 无机精细材料
有继续释放能量、向平衡状态转变的倾向但必须克服一定的能垒，因此非晶态的亚稳态 区别于晶态的稳定性，位垒越高，非晶态越稳定，越不容易结晶化。位垒的高低也直接 关系到非晶态材料的实用价值和使用寿命。
目前非晶态材料包括非晶态金属及合金、非晶态 半导体、非晶态电介质、非晶态离子导体、非晶态 高聚物和氧化物玻璃。
特殊的优异的性能，比如说具有高硬、高强、轻 质、不燃、耐高温、耐腐蚀、耐磨擦等。
精细化工艺技术
以前对无机化合物的认识和应用主要只停留在表面的，近 代化学和物理的发展为揭示物质本质的奥秘提供了理论依据 ，各种分析方法和精密度测试技术的确立有力地推动了对无 机物物性的更深层次的认识。
人们在充分认识了各种材料物性规律的基础上，一方面为 合成新材料提供了理论和方法，更重要的是，大量为改善已 有材料的性能和挖掘已有材料的潜在特殊功能开辟了道路。 无机精细化学品在很大程度上就是通过物理和化学新工艺， 对已有的无机物进行精细化工加工而制得的。
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二、非晶化工艺技术
非晶态（无定形材料、无序材料、玻璃态材料） 是物质的另一种结构形态。非晶态是由晶态转变 而来的。 与晶态相比，有两个最基本的区别：
原子排列不具有周期性 非晶态材料属于热力学的亚稳态。
有继续释放能量、向平衡状态转变的倾向但必须克服一定的能垒，因此非晶态的亚稳态 区别于晶态的稳定性，位垒越高，非晶态越稳定，越不容易结晶化。位垒的高低也直接 关系到非晶态材料的实用价值和使用寿命。
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三、发展趋势
立足于丰富资源，积极发展系列化、多规格、多性能、高质量
的产品。（碳化硅陶瓷,碳化硅纤维）
注意发展与信息科学、生命科学和材料科学有关的无机精细化 工产品。 开发新的精细化工艺艺技术，大力发掘无机物潜在的特殊功能 面对现状，积极研制当前急需的产品，为深入发展无机精细化 工打好基础。
如果利用某种技术，将寻常多晶态物质制成具有一定使用尺寸的单晶体或非晶体， 都可赋于原物质新的特性和功能，变成新型功能材料，使其具有更多更大的应用价值。
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单晶化工艺主要有：
焰熔法：顾名思义，就是采用2000度以上的火焰， 将材料熔融，然后生成一定形状晶体的方法。这 种方法具有设备简单，晶体生长速率快等优点， 是目前生长高熔点单晶体常用工艺。
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二、硼化物精细化学品
如硼酸锌为阻燃剂 如：过硼酸钠[NaBO2· H2O2· 3H2O]
1、用途 氧化剂，织物的漂白和脱脂，及用作消毒剂和杀菌剂，也用作洗涤 剂、脱臭剂、电镀溶液的添加剂、分析试剂、有机合成聚合剂以及制 造牙膏、化妆品等的助剂。
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三、钨、钼化合物
钨、钼化工产品是冶金工业、电器和电子工业、 化学工业以及玻璃、陶瓷工业重要的中间体和原 材料。比如二硫化钨是新型固体润滑剂，钼酸锌 是新一代无公害白色无毒防绣颜料。
a.溶解反应 磷酸三钠加入到过量的次氯酸钠水溶中，控制反应温 度（60℃）左右，快速搅拌，在15~20min内快速完成。
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b.冷却结晶 温度25~35℃，时间1h为宜； c.干燥
干燥过程随温度的升高，产品中有效氯成分分解加快； 一般采用干燥空气35~50℃对产品进行干燥，以35℃干燥 最好。
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金属醇盐容易水解，产生构成醇盐的金属氧化物、
氢氧化物或水合物沉淀。
典型的例子：由金属醇盐合成钛酸钡和钛酸锶。
将Ba(OC3H7)2和Ti(OC5H11)4以等摩尔混合水解，
再经后处理得到粒径小于15nm，纯度达到99.98%
以上的BaTiO3超细粉。
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3、水热法
水热反应是指在水溶液中，或大量水蒸汽存在下， 高温高压下或高温常压下进行化学反应过程。初 步研究认为水热条件---高温高压下可以加速水溶 液中的离子反应和促进水解反应，有利于原子、 离子的再分配和重结晶，具有很广的实用价值。 比如说：ZrO2、Al2O3、TiO2、CrO2等
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非晶态金属材料的性能
高强度高韧性的力学性能
高导磁、低铁损的软磁性能
耐强酸、强碱腐蚀的化学特性
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三、超细化工艺技术
1.超细颗粒简介
名称
粒径
粉末或细颗粒
小1mm
微细颗粒
0.1－10um
超细颗粒
小于0.1um，通常指0.1－0.01um之间
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超细颗粒具有的奇特性质：熔点低、化学活性高、 磁性强、热传导好、对电磁波的异常吸收。起因 于“表面效应”和“体积效应”。
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导模法：从熔体人工制取单晶的方法之一，同样 是在钼制的坩埚中加入原料，在电炉中加热，然 后在熔融的原料中插入一个中间开槽的导模，通 过导模进行拉片，就得到片状单晶体。运用此种 方法可以直接制得片状单晶体。
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梯度法：与前面几种一样，也是先将原料熔融， 只不过是事先在坩埚中央放有一粒籽晶，然后缓 慢降低炉温，控制气体流量，就能得到长成大块 的单晶体。使用该方法，可以得到直径达到30厘 米，厚度12厘米的蓝宝石晶体。
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2.1 概述
一、分类与研究范畴
陶瓷零件
无机精细化学品——属于无机化合物的精细化工质 无机精细化学品
锂、钠、镁、硅等
无机化合物
无机过氧化物 碱土金属化合物 硼族化合物 氮族化合物 硫族化合物 过渡金属化合物……….
无机精细材料
工程材料（精细陶瓷） 功能材料（纤维材料、阻燃材料、超细分体材料）
第二章
无机精细化学品与材料
常见无机化合物
CaCO3
精 细 化
电子材料工业、光化学材料工业、传感器材料等
2
3
概 述
无机精细化工就是精细化工中的无机部分，在整 个精细化工大家族中，起步相以较晚，产品较少， 然而近几年来发展趋势越来越明显。
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2.1 概述
2.2精细化工艺技术 2.3无机精细化学品
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2、有机改性
主要用于高聚物，常用的主要有两类：表面活性 剂和偶联剂。
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3、复合改性
用于高聚物的各种填料、粉体助剂，为了提高耐 热性、耐候性和化学稳定性，往往先用无机改性 剂进行包膜，然后再用有机改性剂处理，增强无 机粉体材料与聚合物的亲合力，从而取得更理想 的综合效果。
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五、薄膜化技术
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2.超细化的原因——物质化学活性的影响因素
表面效应：固体的表面原子因和内部原子因所处的环 境不同，而呈现比较高的化学活性的现象。
体积效应：相同体积下，粒经越小，比表面积越大， 也即表面原子数目越多，化学活性越高。
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制备方法：机械力粉碎和化学及物理方法 物理方法很难达到微米级以下，化学及物理方法
主要有气相法、液相法和固相法等。
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化学法
1、沉淀法
（1） 定义：在原料溶液中添加适当的沉淀剂，使原料中的阳离子 形成各种细颗粒形式的沉淀物。 （2）不利因素
直接加入沉淀剂，会造成沉淀剂局部浓度过高，使沉淀中极易夹带其他杂质 和产生颗粒粒度不均匀。
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（3）常用改进方法
预先加入某种物质，获得粒度均匀、纯度高的超细粒 子，常采用尿素。
二、硼化物精细化学品
含硼化合物的精细化工产品广泛应用于日用化工、 医药、轻纺、玻璃、陶瓷、搪瓷、治金、机械、 电子、建材、石油化工及军工、尖端技术等各部
门的各学科领域中。硼能与许多种金属形成硼化
物，不仅熔点高、硬度大，而且有良好的导电性。
可用来做高温热电偶材料、半导体及原子反应堆
材料等。比如过硼酸钠和硼酸锌等。
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目前非晶态材料包括非晶态金属及合金、非晶态 半导体、非晶态电介质、非晶态离子导体、非晶 态高聚物和氧化物玻璃。
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非晶态合金
是在研究晶态合金快速淬火处理的过程中意外发现的。
大多数纯金属无法非晶化。 要制备非晶态合金，最主要的条件是有足够快的冷却速度，冷却到 材料的再结晶温度以下。 制备方法：液相急冷法、气相沉积法和镀层法三种。
用水的净化，废旧棉织品的清洗消毒，墨渍、血
渍、汗渍、茶垢等的去除等。
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2.主要生产方法
（1） 磷酸三钠和次氯酸钠的水溶液混合，反应生成复合 物，再经过一系列的后处理过程得产品；
（2）以一定配比的磷酸和氢氧化钠与氯气逆相接触，对 形成的液体混合物后处理得产品。
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工业上一般用第一种
主要工艺条件：
薄膜是物质的一种形态，其膜材非常广泛，单质、 化合物或复合物，可用无机材料或有机材料来制 作薄膜。现有的制膜工艺有涂布法、溶胶-凝胶法、 化学溶液镀膜法、离子成膜法、物理蒸发法、化
学堆积法和分子束外延法等。
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§3
无机精细化学品
磷酸盐是无机盐工业中的重要产品系列，化合物 品种达120种以上。随着科学技术的发展磷酸盐正 从肥料转向功能材料。近年来，特种磷酸盐、高 纯磷酸盐、功能磷酸盐等得到了快速发展和应用。
物化性质（可通过化工辞典/食品百科查取）
白色针状或棒条状晶体。熔点62℃。微有氯气气味。易溶于水，溶液
呈碱性。常温下较稳定，受热易分解。在水溶液中可直接与钙、镁及
重金属离子形成不溶性磷酸盐结晶，使水软化，同时可使溶液中不溶 性杂质凝聚而沉降。
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和主要用途
在医院、食品加工、牛奶厂、啤酒厂、洗衣店和 其他行业中广泛用于器械的消毒处理，餐馆及家 用餐具的清洗和消毒，浴池、游泳池公用水、饮
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§3
无机精细化学品
一、磷酸盐精细化学品 磷酸盐作为重要的精细产品，可做涂料、粘结 剂、防锈颜料、催化剂、食品添加剂和品质改良剂等。 主要有： 磷酸盐系涂料； 磷酸盐系颜料； 磷酸盐系催化剂； 磷酸盐系离子交换剂； 磷酸盐系食品添加剂； 磷酸盐系荧光材料等。
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以氯化磷酸三钠为例，
通用的表达式是： 4（Na3PO4.11H2O）.NaOCl
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三、研究重点
和有机精细化学品有大的区别。
不是合成更多的化合物，而是改变现有物质的微结构， 赋予其新功能。
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一、单晶化工艺技术
单晶体是整个固体中的原子规则有
序排列的结构
非晶体是短程有序而宏观无序
的周期性结构
多晶体是许多微小单晶的聚合体，即由许 多取向不同的晶粒组成。
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晶体的热学、电学、声学、光学、磁学及力学等 性质都与晶体内部原子排列的特点紧密相关。
（NH2）2CO + 3H2O→2NH4OH +CO2
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生成的NH4OH与金属离子作用形成沉淀，也即NH4OH起沉淀剂作用。
通过控制化学反应可以控制NH4OH的生成速度，也 即控制了沉淀剂的加入速度，进而可以控制超细颗粒的 生长速度。
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2、醇盐法
醇盐法是利用金属醇盐水解制备超细粉体材料。
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三、锂化物