水热法和溶剂热法的区别
第三章-水热和溶剂热法
水热、溶剂热反应的基本类型
(1)合成反应
通过数种组分在水热或溶剂热条件下直接化 合或经中间态发生化合反应。 利用此类反应可合成各种多晶或单晶材料。
Nd2O3 + H3PO4 NdP5O14 CaO· nAl2O3 + H3PO4 Ca(PO4)3OH + AlPO4 La2O3 + Fe2O3 + SrCl2 (La, Sr)FeO3 FeTiO3 + KOH K2O· nTiO2 (n = 4, 6)
例如
Cr + H2O Cr2O3 + H2 Zr + H2O ZrO2 + H2 M + n L MeLn (L = 有机配体) 使溶胶、凝胶(so1、gel)等非晶 态物质晶化的反应
(11)晶化反应 例如
CeO2· xH2O CeO2 ZrO2· H2O M-ZrO2 + T-ZrO2 硅铝酸盐凝胶 沸石
四、有机溶剂的性质标度
有机溶剂种类多,性质差异大,需进行溶剂 选择。 溶剂会使反应物溶解或部分溶解,生成溶剂 合物,这会影响化学反应速率。 在合成体系中,反应物在液相中的浓度、解 离程度,及聚合态分布等都会影响反应过程。
§3.2 水热、溶剂热体系的成核与晶体生长
(6)脱水反应
一定温度、压力下物质脱水结晶的反应 例如
(7)分解反应
分解化合物得到结晶的反应
例如 FeTiO FeO + TiO 3 2 ZrSiO4 + NaOH Na2SiO3 + ZrO2 FeTiO3 + K2O FeO + K2O· nTiO2 (n = 4, 6)
(8)提取反应
水热和溶剂热法
一定温度、压力下物质脱水结晶的反应 例如
(7)分解反应 分解化合物得到结晶的反应
例如 FeTiO3 FeO + TiO2 ZrSiO4 + NaOH Na2SiO3 + ZrO2 FeTiO3 + K2O FeO + K2O·nTiO2 (n = 4, 6)
(8)提取反应 从化合物(或矿物)中提取金属的反应
Al2O3在碳酸盐溶液中再结晶, AlPO4可以从磷酸溶液中再结晶出来。 一般来说,增加矿化剂的浓度能提高晶体的生长速率。
A-B-H2O体系的特例:——水热反应合成
当 系利中用的水A在热许法多进情行况陶下瓷是粉几末种合固成体时甚,至A液-体B-的H混2O合体 液。
例如在制备BaTiO3时,A可能是TiO2(固)+ Ba(OH)2·8H2O(溶液)。这时的Ba(OH)2·8H2O既 是矿化剂B,又参与化学反应形成新的物质,因此 它同传统上的矿化剂有明显的不同。
水的电离常数随水热反应温度上升而增加, 它会加剧反应的程度;
水的黏度随温度升高而下降,在超临界区域 内分子和离子的活动性大为增加;
化学反应是离子反应或自由基反应,水是离 子反应的主要介质,其活性的增强,会促进 水热反应的进行。
高温高压水的作用
①有时作为化学组分起化学 反应; ②促进反应和重排; ③传递压力的介质; ④溶剂; ⑤起低熔点物质的作用; ⑥提高物质的溶解度; ⑦有时与容器反应。
按Arrhenius方程式:dlnk/dT= E/RT2水在密闭加压 条件下加热到沸点以上时,离子反应的速率会增大, 即,反应速率常数k随温度呈指数函数增加。 因此,即使是在常温下不溶于水的矿物或其它有机物 ,在高温高压水热条件下,也能诱发离子反应或促进 反应。
水热法—溶剂热法合成一维纳米材料
该法往往只是 用于氧化物材 料及少数一些 对水不敏感的 硫化物的制备
溶剂 热法
2.1 介质的选择
反应物充分 溶解 产物不能同 溶剂作用 副反应尽量 少 溶剂与产物 易于分离 相似形容原理
反应物水解的不能用水作溶剂 与空气中氧发生反应的,在惰 性气氛中反应
介质 选择
3 文献阅读
3.1 水热法合成氯化磷酸锶纳米线
3.1.3
结 果 与 讨 论
三相:氯化磷酸锶 相,锶磷磷灰石相, 磷酸氢锶相
a.20% 1,4-二氧六环;b.未添加二氧六环
3.1.3结果与讨论
氯化磷酸锶纳米线长 约1.4370.6 mm 直径 约31712nm 长宽比 52.28729.41.
加入20%的1,4-二氧己环制备纳米线的TEM分析
3.1.3结果与讨论
4 前景与展望
水热法溶剂热法拥有无毒、对环境无污染的优点, 因此,成为合成一维纳米材料的一个重要研究方向。但 是很多一维纳米材料的水热法溶剂热法制备研究还处于 阶段,其工艺参数还有待进一步完善。 水热法溶剂热法的研究必将对材料制备领域,航空 航天,生物医学等诸多领域产生重要的影响。
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3.1.1 本文研究意义
氯化磷酸锶在结构上和磷酸锶、锶羟磷灰石相似,磷酸锶类似 于磷酸钙,有很好的生物相容性,在外科,骨骼治疗和临床方面有 潜在的应用价值。而一维纳米材料又优异的机械性能和生物活性, 因此有广阔的应用前景。 本实验研究的是含锶的骨骼粘合剂,具有低毒性,低凝固温度, 刺激骨骼接缝处生长的作用。 目前,氯化磷酸锶已由:微乳液法、模板法、各向异性法合成。 模板法和微乳液法分别受铝和表面活性剂的污染;各向异性法产率 低。 本实验研究了一种新奇的方法合成氯化磷酸锶,并探究了1,4— 二氧己环对合成高深宽比纳米线的影响。对大规模生产骨高纯度骼 粘合剂有重要意义。
水热与溶剂热技术
• 由于水热与溶剂热化学的可操作性和可调 变性,因此成为衔接合成化学和合成材料 物理性质之间的桥梁。 • 随着水热与溶剂热合成化学研究的深入, 开发的水热与溶剂热合成反应已有多种类 型。基于这些反应而发展起来的水热与溶 剂热合成方法与技术具有其它合成方法无 法替代的特点,显示出广阔的发展前景。
水热与溶剂热合成法的技术特点
• 由于在水热与溶剂热条件下反应物反应性能的改 变、活性的提高,水热与溶剂热合成方法有可能 代替固相反应以及难于进行的合成反应,并产生 一系列新的合成方法。 • 由于在水热与溶剂热条件下中间态、介稳态以及 特殊物相易于生成,因此能合成与开发一系列特 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。
• 在300°C,dliq. = 0.75 gcm-3, 而dgas = 0.05 gcm-3 随T上升, dliq.逐渐减小, dgas逐渐增 大。当T = TC = 374 °C时, dgas= dliq.= 0.321 gcm-3 (临界水)。当T > TC时,只有气 态水存在,叫做超临界supercritical)水或流 体(fluid)水。T < Tc时的水叫亚临界 (subcritical)水。
实验室常用水热釜
理想水热釜的特点
常用压力容器
常用内衬材料
高压容器的分类
• 按密封方式分类:自紧式高压釜;外紧式高压釜。 • 按密封的机械结构分类:法兰盘式,内螺塞式, 大螺帽式,杠杆压机式。 • 按压强产生分类:内压釜:靠釜内介质加温形成 压强,根据介质填充计算压强。外压釜:压强由 釜外加入并控制。 • 按设计人名分类:Morey釜(莫里釜); Smith釜 (斯密斯釜);Tuttle釜(塔特尔釜或冷封试管 高压釜);Barnes釜(巴恩斯釜或巴恩斯摇摆反 应器)。
二、水热与溶剂热
动到固-液生长界面并被吸附,在界面上迁移运动。
(3)生长基元在界面上的结晶或脱附:
在界面上吸附的生长基元,经过一定距离的运动,可能在界面
某一适当位置结晶并长入晶相,使得晶相不断向环境相推移,
或者脱附而重新回到环境相中。
3.晶体生长的特点-非自发成核晶化动力学
(1)在籽晶或稳定的核上的沉积速率随着过饱和或过冷的程 度的增加,搅拌常会加速沉积。 (2)在同样条件下,晶体的各个面常常以不同速率生长,高 指数晶面生长更快并倾向于消失。晶体的习性依赖这种效应并 为被优先吸附在确定晶面上的杂质如染料所影响,从而降低这 些面上的生长速率。 (3)由于晶化反应速率整体上是增加的,在各面上的不同增 长速率倾向于消失。 (4)缺陷表面的生长比无缺陷的光滑平面快。 (5)在特定表面上无缺陷生长的最大速率随着表面积的增加 而降低,此种性质对在适当时间内无缺陷单晶的生长大小提 出来限制。
硫键和氢键,时间久了肽键也会断裂,经过高温后肉变得 易消化和吸收。
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(一)水热与溶剂热反应介质的性质
1、水或有机溶剂的作用 (1)作为化学组分起化学反应; (2)溶剂为反应提供场所,起压力传递介质的作用; (3)使反应物溶解,生成溶剂合物;
(4) 促进反应和重排;
(5)影响化学反应速率。
2、高温高压下水热反应具有三个特征: (1)使重要离子间的反应加速; (2)使水解反应加速; (3)使其氧化还原电势发生明显变化。 3、高温高压水热体系中,水的性质将产生哪些变化? 是如何影响反应进行的? (1)离子积变高 (2)粘度、密度、表面张力变低
均一体系,溶质过饱和,析出晶核然后长大。
29
“溶解-结晶”机制
所谓“溶解”是指水热反应初期,前驱物微粒之间的团聚和
材料合成与制备 第2章 水热与溶剂合成
晶核的形成包含了液-固相的转变及形成新的固-液界面,晶体 形成总的自由能变化为:G Gs Gv
常用的溶剂有:乙二胺、甲醇、乙醇、二乙胺、三乙胺、吡啶、 苯、甲苯、二甲苯、二甲基乙烷、苯酚、氨水、四氯化碳、甲酸等。
与水热反应相比,溶剂热法具有以下优点: (1)在有机溶剂中进行的反应能够有效地抑制产物的氧化过程或水 中氧的污染。 (2) 溶剂热法扩大了原料的选择范围,如氟化物、氮化物及硫属化 合物等均可作为溶剂热反应的原材料,同时,非水溶剂在亚临界或超 临界状态下独特的物理化学性质极大地扩大了所能制备的目标产物的 范围。 (3)由于有机溶剂的低沸点,在同样的条件下,它们可以达到比水 热合成更高的气压,从而有利于产物的结晶。
晶核临界半径: r 2
Gv
2)晶体生长理论 晶体生长理论主要研究晶体结构内部、晶体生长条件、晶体
生长状态以及晶体性能四者之间的关系。从微观讲,晶体生长是一 个基元过程,包括以下步骤:
(1)基元的形成 (2)基元在生长界面吸附 (3)基元在界面运动 (4)基元在界面上结晶或脱附
从宏观讲,晶体生长是晶体与环 体界面向流体的推动的过程。驱 动力所做的功为:
(4)由于较低的反应温度,反应物中结构单元可以保留到产物 中,且不受破坏,同时,有机溶剂官能团和反应物或产物作用,生 成某些新型在催化和储能方面有潜在作用的材料。
(5)非水溶剂的种类繁多,其本身的一些特性,如极性与非极 性、配位络合作用、热稳定性等,为人们认识化学反应的实质和晶 体生长的特征,提供了许多值得研究和探索的线索。
水热法和溶剂热法的区别
溶剂热法是在水热法的基础上发展起来的,指密闭体系如高压釜内,以有机物或非水溶媒为溶剂,在一定的温度和溶液的自生压力下,原始混合物进行反应的一种合成方法。
它与水热反应的不同之处在于所使用的溶剂为有机物而不是水。
水热法往往只适用于氧化物功能材料或少数一些对水不敏感的硫属化合物的制备与处理,涉及到一些对水敏感(与水反应、水解、分解或不稳定)的化合物如Ⅲ一V族半导体、碳化物、氟化物、新型磷(砷)酸盐分子筛三维骨架结构材料的制备与处理就不适用,这也就促进了溶剂热法的产生和发展。
另外,物相的形成、粒径的大小、形态也能够控制,而且,产物的分散性较好。
在溶剂热条件下,溶剂的性质(密度、粘度、分散作用)相互影响,变化很大,且其性质与通常条件下相差很大,相应的,反应物(通常是固体)的溶解、分散过及化学反应活性大大的提高或增强。
这就使得反应能够在较低的温度下发生。
水热法(Hydrothermal)是19 世纪中叶地质学家模拟自然界成矿作用而开始研究的。
1900 年后科学家们建立了水热合成理水热法论,以后又开始转向功能材料的研究。
目前用水热法已制备出百余种晶体。
水热法又称热液法,属液相化学法的范畴。
是指在密封的压力容器中,以水为溶剂,在高温高压的条件下进行的化学反应。
水热反应依据反应类型的不同可分为水热氧化、水热还原、水热沉淀、水热合成、水热水解、水热结晶等。
其中水热结晶用得最多。
在这里简单介绍一下它的原理: 水热结晶主要是溶解———再结晶机理。
首先营养料在水热介质里溶解,以离子、分子团的形式进入溶液。
利用强烈对流(釜内上下部分的温度差而在釜内溶液产生) 将这些离子、分子或离子团被输运到放有籽晶的生长区(即低温区) 形成过饱和溶液,继而结晶。
溶剂热法(Solvothermal)是将反应物按一定比例加入溶剂,然后放到高压釜中以相对较低的温度反应。
在这种方法中,溶剂处在高于其临界点的温度和压力下,可以溶解绝大多数物质,从而使常规条件下不能发生的反应可以进行,或加速进行。
《水热与溶剂热》课件
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对比分析
将实验结果与理论预测或相关文献数据进行对比 ,以验证实验结果的可靠性。
实验结果的应用
理论验证
通过实验结果验证水热与溶剂热相关理论的正确性。
应用研究
基于实验结果开展相关应用研究,如新材料的合成、催化剂的制备 等。
指导实践
为实际生产提供指导,如优化反应条件、提高产率等。
05
水热与溶剂热的未来 发展
溶剂热是指在一定的温度和压力 条件下,在有机溶剂或混合溶剂 中发生的化学反应或物质形成过 程。
水热与溶剂热的特点
高温高压环境
水热和溶剂热反应通常在高温高 压环境下进行,有利于促进化学
反应的进行和物质的合成。
高效能量利用
水热和溶剂热反应可以充分利用反 应过程中的热量,实现能量的高效 利用。
环保安全
水热和溶剂热反应通常使用水或有 机溶剂作为反应介质,相对于传统 的高温冶炼等工艺更为环保安全。
定义
应用领域
溶剂热反应是指在高温高压环境下, 利用有机溶剂或其他非水溶剂进行的 化学反应。
溶剂热反应在有机合成、高分子合成 、纳米材料制备等领域有广泛应用。
特点
溶剂热反应可以提供一种温和的反应 条件,促进有机化合物的合成和改性 ,同时可以避免高温下水的蒸发和分 离。
水热与溶剂热的比较
相似之处
水热和溶剂热反应都是在高温高压环境下进行的,都可以促进化学反应的进行和提高产物的纯度和结晶度。
实验现象描述
对实验过程中观察到的现 象进行详细描述,如沉淀 物生成、颜色变化等。
实验结果图表
通过图表展示实验结果, 如温度与时间的关系图、 压力随时间的变化曲线等 。
结果分析方法
数据分析
mof的合成方法
mof的合成方法MOF(金属有机框架)是一种由金属离子或金属氧化物与有机配体通过配位键连接形成的晶体结构化合物。
由于其独特的结构和性能,MOF在气体存储、催化反应、分离和药物传递等领域具有广泛的应用前景。
在本文中,我们将探讨一种常用的MOF合成方法。
一种常见的MOF合成方法是溶剂热法。
该方法通过在有机溶剂中加热反应混合物来促进MOF晶体的形成。
首先,选择合适的金属离子和有机配体,使其在溶剂中形成混合物。
然后,将混合物加热至适当的温度,通常在反应器中进行。
加热过程中,溶剂的蒸发和反应物的配位作用导致MOF晶体的形成。
最后,将反应混合物冷却并离心,获得MOF晶体。
另一种常用的MOF合成方法是溶剂热法的变种,即水热法。
与溶剂热法相比,水热法使用水作为溶剂。
该方法的优点是操作简单、成本低廉,并且有利于纯化和回收MOF晶体。
水热法的步骤与溶剂热法类似,只是将有机溶剂替换为水。
通过调节反应温度、时间和pH值等条件,可以控制MOF晶体的形貌和尺寸。
还有一种常见的MOF合成方法是溶剂挥发法。
该方法通过在溶剂中混合金属离子和有机配体,并将其溶液均匀涂覆在基底上。
然后,将基底放置在真空条件下,使溶剂逐渐挥发,从而促进金属离子和有机配体的配位反应和MOF晶体的形成。
溶剂挥发法具有简单、快速和可扩展的优点,适用于大规模MOF晶体的合成。
还有一种常用的MOF合成方法是溶胶-凝胶法。
该方法通过在溶剂中混合金属离子和有机配体,并加入表面活性剂或胶凝剂,形成溶胶。
然后,将溶胶进行热处理或干燥,使其逐渐凝胶,并形成MOF 晶体。
溶胶-凝胶法具有制备多孔材料和控制MOF晶体形貌的优势,适用于制备具有特殊功能的MOF材料。
MOF是一种由金属离子或金属氧化物与有机配体通过配位键连接形成的晶体结构化合物。
常用的MOF合成方法包括溶剂热法、水热法、溶剂挥发法和溶胶-凝胶法。
这些方法各有优势,可以根据具体需要选择合适的方法进行MOF晶体的合成。
材料制备技术4.6 水热及溶剂热法
当500℃,0.1 GPa,水的粘度仅为平常条件下 的10%,因此,分子和离子的活动性大为增强。 ④ 离子积变高 常温常压下,Kw=[H+][OH-]=1×10-14 1000℃,1GPa,-lgkw=7.85±0.3
2019/1/19 18
4.6 水热法及溶剂热合成法
⑤介电常数变小 水的介电常数随温度的升高而降低,随压力的 增大而升高。但主要受温度的影响。 介电常数的变化,使水的溶解性能发生剧烈的 变化
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4.6 水热法及溶剂热合成法
4.6.2 超临界水-新型的反应体系
当温度、压力达到特定值时,纯净物质会出现液、 气界面消失的现象,该点被称为临界点。超临界流 体指的是处于临界点以上温度和压力区域下的流体, 在临界点附近,会出现流体的密度、粘度、溶解度、 热容量、介电常数等所有物性发生急剧变化的现象。
2019/1/19
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4.6 水热法及溶剂热合成法
4.6.2 超临界水-新型的反应体系
超临界流体由于液体与气体分界消失,是既使 提高压力也不液化的非凝聚性气体。超临界流体的 物性兼具液体性质与气体性质。即,密度大大高于 气体,粘度比液体大为减小,扩散度接近于气体。 另外,根据压力和温度的不同,这种物性会发生变 化,因此,在提取、精制、反应等方面,越来越多 地被用来作代替原有有机溶媒的新型溶媒使用。
4.6.1 水热与溶剂热合成基础
1 概念
水热与溶剂热合成是指在一定温度(100~1000℃) 和压强(1~100Mpa)条件下,利用溶液中物质化 学反应所进行的合成。
与溶液化学的不同之处:水热与溶剂热合成化学是 研究物质在高温和密闭或高压条件下溶液中的化学 行为与规律的分支。侧重研究水热合成条件下物质 的反应性.
MOF材料的制备及应用研究
MOF材料的制备及应用研究MOF材料是一种新兴的材料,具有与传统材料不同的结构和性质。
其特点是多孔性和可调控性,可以用于储存、分离、检测和催化等领域。
近年来,MOF材料的制备及应用研究日益受到重视。
本文将介绍MOF材料的制备方法以及在不同领域的应用研究进展。
一、MOF材料的制备方法MOF材料是由金属离子和有机配体构成的晶体结构,其制备方法包括溶剂热法、水热法、静电自组装法和溶剂挥发法等。
其中,溶剂热法是最常用的制备方法之一。
1.溶剂热法溶剂热法是一种将金属离子和有机配体在有机溶剂中加热混合,生成晶体结构的方法。
该方法具有操作简单、产率高等优点,被广泛应用于MOF材料的制备过程中。
例如,将铜离子和对苯二甲酸在甲醇中进行反应,可以得到Cu-BTC MOF 材料。
2.水热法水热法是一种将金属离子和有机配体在水中加热混合,生成晶体结构的方法。
该方法的优点是水是一种绿色溶剂,比有机溶剂更环保,并且水的价格便宜。
通过水热法制备的MOF材料在储存、分离和检测等领域有广泛的应用。
例如,将锌离子和2-乙基季戊四醇在水中反应,可以得到ZIF-8 MOF材料。
3.静电自组装法静电自组装法是一种通过静电相互作用将金属离子和有机配体层层堆积形成晶体结构的方法。
该方法的优点是制备过程中无需有机溶剂,更环保,并且可以通过调整PH值等条件来控制材料的结构和性质。
例如,将镍离子和苯-1,4-二乙酸在水中进行静电自组装,可以得到Ni-BDC MOF材料。
4.溶剂挥发法溶剂挥发法是一种将金属离子和有机配体在溶剂中混合,在挥发剂的作用下产生晶体结构的方法。
该方法的优点是制备过程中无需高温和高压,制备过程简单。
例如,将钴离子和4,4'-联吡啶-3,3'-二甲酸在二甲基甲酰胺中反应,利用乙醇挥发制备Co-DOBDC MOF材料。
二、MOF材料的应用研究进展MOF材料具有多孔性和可调控性,可以调节孔径、孔壁表面区域和孔内化学环境等结构特性,使其具有广泛的应用潜力。
配位化学中的水热和溶剂热的课件。
(1)合成反应
通过数种组分在水热或溶剂热条件下直接化 合或经中间态发生化合反应。 利用此类反应可合成各种多晶或单晶材料。
Nd2O3 + H3PO4 NdP5O14
(2)热处理反应
条件处理一般晶体而得到具有 特定性能晶体的反应
例如:人工氟石棉人工氟云母
(3)转晶反应 利用水热与溶剂热条件下物质热力
(11)水解反应
例如
醇盐水解等
(12)水热热压反应
水热热压条件下,固化与 复合材料的生成反应
例如
放射性废料处理、特殊材料的固 化成型、特种复合材料的制备
硝化反应
水热、溶剂热合成化学是研究物质在高温和密闭或高压条件下溶液 中的化学行为与规律的化学分支
水热、溶剂热合成是指在一定温度(100-1000℃)和压强(1-l00 MPa) 条件下利用溶液中物质化学反应所进行的合成
能够使低熔点化合物、高蒸气压且不能在融体中生 成的物质在水热与溶剂热条件下晶化生成。
四
水热和溶剂热
水热法又称热液法,属液相化学法的范畴。是指在 密封的压力容器中,以水为溶剂,在高温高压的条 件下进行的化学反应。
定义
溶剂热反应是水热反应的发展,它与水 热反应的不同之处在于所使用的溶剂为 有机溶剂而不是水,一种或几种前驱体 溶解在非水溶剂中,在液相或超临界条 件下,反应物分散在溶液中并且变的比 较活泼,反应发生,产物缓慢生成。
学和动力学稳定性差异进行的反应
例如:良石高岭石; 橄榄石蛇纹石; NaA沸石NaS沸石
(4)离子交换反应 沸石阳离子交换;硬水的软化、
长石中的离子交换;高岭石、白 云母、温石棉的OH-交换为F-。
(5)单晶培育
高温高压水热、溶剂热条件下, 从籽晶培养大单晶
水热法和溶剂热法的区别
水热法和溶剂热法的区别溶剂热法是在水热法的基础上发展起来的,指密闭体系如高压釜内,以有机物或非水溶媒为溶剂,在一定的温度和溶液的自生压力下,原始混合物进行反应的一种合成方法。
它与水热反应的不同之处在于所使用的溶剂为有机物而不是水。
水热法往往只适用于氧化物功能材料或少数一些对水不敏感的硫属化合物的制备与处理,涉及到一些对水敏感(与水反应、水解、分解或不稳定)的化合物如Ⅲ一V族半导体、碳化物、氟化物、新型磷(砷)酸盐分子筛三维骨架结构材料的制备与处理就不适用,这也就促进了溶剂热法的产生和发展。
另外,物相的形成、粒径的大小、形态也能够控制,而且,产物的分散性较好。
在溶剂热条件下,溶剂的性质(密度、粘度、分散作用)相互影响,变化很大,且其性质与通常条件下相差很大,相应的,反应物(通常是固体)的溶解、分散过及化学反应活性大大的提高或增强。
这就使得反应能够在较低的温度下发生。
水热法(Hydrothermal)是19 世纪中叶地质学家模拟自然界成矿作用而开始研究的。
1900 年后科学家们建立了水热合成理水热法论,以后又开始转向功能材料的研究。
目前用水热法已制备出百余种晶体。
水热法又称热液法,属液相化学法的范畴。
是指在密封的压力容器中,以水为溶剂,在高温高压的条件下进行的化学反应。
水热反应依据反应类型的不同可分为水热氧化、水热还原、水热沉淀、水热合成、水热水解、水热结晶等。
其中水热结晶用得最多。
在这里简单介绍一下它的原理: 水热结晶主要是溶解———再结晶机理。
首先营养料在水热介质里溶解,以离子、分子团的形式进入溶液。
利用强烈对流(釜内上下部分的温度差而在釜内溶液产生) 将这些离子、分子或离子团被输运到放有籽晶的生长区(即低温区) 形成过饱和溶液,继而结晶。
溶剂热法(Solvothermal)是将反应物按一定比例加入溶剂,然后放到高压釜中以相对较低的温度反应。
在这种方法中,溶剂处在高于其临界点的温度和压力下,可以溶解绝大多数物质,从而使常规条件下不能发生的反应可以进行,或加速进行。
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溶剂热法是在水热法的基础上发展起来的,指密闭体系如高压釜内,以有机物或非水溶媒为溶剂,在一定的温度和溶液的自生压力下,原始混合物进行反应的一种合成方法。
它与水热反应的不同之处在于所使用的溶剂为有机物而不是水。
水热法往往只适用于氧化物功能材料或少数一些对水不敏感的硫属化合物的制备与处理,涉及到一些对水敏感(与水反应、水解、分解或不稳定)的化合物如Ⅲ一V族半导体、碳化物、氟化物、新型磷(砷)酸盐分子筛三维骨架结构材料的制备与处理就不适用,这也就促进了溶剂热法的产生和发展。
为有机溶剂而不是水。
在溶剂热反应中,通过把一种或几种前驱体溶
的比较活泼,反应发生,产物缓慢生成。
该过程相对简单而且易于控
制,并且在密闭体系中可以有效的防止有毒物质的挥发和制备对空气敏感的前驱体。
另外,物相的形成、粒径的大小、形态也能够控制,而且,产物的分散性较好。
在溶剂热条件下,溶剂的性质(密度、粘度、分散作用)相互影响,变化很大,且其性质与通常条件下相差很大,相应的,反应物(通常是固体)的溶解、分散过及化学反应活性大大的提高或增强。
这就使得反应能够在较低的温度下发生。
水热法(Hydrothermal)是19 世纪中叶地质学家模拟自然界成矿作用而开始研究的。
1900 年后科学家们建立了水热合成理水热法论,以后又开始转向功能材料的研究。
目前用水热法已制备出百余种晶体。
水热法又称热液法,属液相化学法的范畴。
是指在密封的压力容器中,以水为溶剂,在高温高压的条件下进行的化学反应。
水热反应依据反应类型的不同可分为水热氧化、水热还原、水热沉淀、水热合成、水热水解、水热结晶等。
其中水热结晶用得最多。
在这里简单介绍一下它的原理: 水热结晶主要是溶解———再结晶机理。
首先营养料在水热介质里溶解,以离子、分子团的形式进入溶液。
利用强烈对流(釜内上下部分的温度差而在釜内溶液产生) 将这些离子、分子或离子团被输运到放有籽晶的生长区(即低温区) 形成过饱和溶液,继而结晶。
溶剂热法(Solvothermal)是将反应物按一定比例加入溶剂,然后放到高压釜中以相对较低的温度反应。
在这种方法中,溶剂处在高于其临界点的温度和压力下,可以溶解绝大多数物质,从而使常规条件下不能发生的反应可以进行,或加速进行。
溶剂的作用还在于它可以在
反应过程中控制晶体的生长,实验证明使用不同的溶剂可以得到不同形貌的产品。
另外此方法还具有能耗低、团聚少、颗粒形状可控等优点。
该方法的不足之处是产率较低、产品的纯度不够,并且在产品尺寸和形貌的均一程度上不尽如人意。
水热一般对材料的性能不会造成负面的影响,但溶剂热由于溶剂的不同,对材料性能的影响一般来说比较大。
不过溶剂热做出的材料得到更好的形貌的可能性要比水热大一些!
水热是的溶剂是水,而溶剂热的溶剂是甲醇,乙醇等非水类的
(学习的目的是增长知识,提高能力,相信一分耕耘一分收获,努力就一定可以获得应有的回报)。