低温固相合成的发展现状与研究进展
《低温固相合成》课件
05
低温固相合成的挑战与前景
低温固相合成中的挑战
低温条件下反应速度慢
低温固相合成通常需要在较低的温度下进行 ，这会导致反应速度变慢，增加合成时间和 成本。
低温条件下产物纯度不稳定
在低温固相合成过程中，由于温度的波动和反应条 件的控制难度，产物纯度往往不稳定，影响产品质 量。
低温条件下产物收率低
由于低温固相合成中反应速度较慢，产物收 率通常较低，这增加了生产成本和资源消耗 。
应用领域
材料科学
低温固相合成可用于制备各种 功能材料，如陶瓷、晶体、复
合材料等。
化学工业
在制药、催化剂、颜料等领域 ，低温固相合成可用于合成高 纯度、高附加值的化学品。
新能源领域
在太阳能电池、燃料电池等新 能源技术中，低温固相合成可 用于制备高性能的电极材料和 电解质材料。
环境科学
在环保领域，低温固相合成可 用于处理工业废弃物和重金属 污染，实现资源回收和环境保
THANKS
感谢观看
02 在低温条件下，反应速率通常较慢，因此 需要长时间反应。
03
温度过低可能导致反应不完全，而温度过 高则可能导致副反应发生。
04
因此，选择适当的温度范围是低温固相合 成成可以影响低温固相合 成中的化学反应平衡和反 应速率。
同时，高压可以促进新相 的形成和晶体生长。
护。
02
低温固相合成的基本原理
化学反应原理
1
低温固相合成是一种在低温条件下通过物理或化 学方法将原料固相化，进而发生化学反应制备目 标产物的技术。
2
在低温固相合成中，原料的混合、固相化以及化 学反应通常在较低的温度下进行，以促进反应的 进行和产物的生成。
低温固相合成
1 低温固相合成发展
1.1 直到1912年，Hedvall在Berichte 杂志发表 了 “关干林曼绿”（CaO和ZnO的粉末固体反应）为题的 论文，有关固相化学的历史才正式拉开序幕。 1.2 1963年，Tscherniajew等首先用K2[PtI6]与KCN 固-固反应，制取了稳定产物K2[Pt(CN)6]。
3
1.5 固相反应的发展趋势
具有“减污、 节能、高效”“
低温固相合成
随意将高氯酸 盐或含硝基化合物
与其他物质研磨 可能会出带来意外
4
2、固相合成方法的概念
2.1 固相反应：指那些有固态物质参加的反应。也就是说， 反应物必须是固态物质的反应，才能称为固态反应。固 相反应不适用溶剂，具有高选择性、高产率、工艺过程 简单等优点，是人们制备新型固体材料的主要手段之一。
14
5低热固相合成工艺种类
⑴中和反应； ⑵氧化还原反应； ⑶配位反应； ⑷分解反应； ⑸离子交换反应； ⑹成簇反应； ⑺嵌入反应； ⑻催化反应；
• ⑼取代反应； • ⑽加成反应； • ⑾异构化反应； • ⑿有机重排反应； • ⒀偶联反应； • ⒁缩聚和缩合反应； • ⒂主客体包合反应。
19
5.3 偶联反应
酚的氧化偶联：将酚溶解后加入至少等物质的量的Fe(Ⅲ) 盐进行反应，但经常由于副产物醌的形成而使产率较低。但 该反应固相进行时，反应速率和产率等均有增加，辅以超声 辐射，效果更好。甚至催化剂量的Fe(Ⅲ)盐便可使反应完成。 反应式如下：
20
5.4 缩合反应
将等物质的量的芳香醛与芳香胺固态研磨混合， 在室温或低热温度下反应可以高产率地得到相 应的Schiff碱，酸可以催化该固相缩合反应。反 应式如下：
低温固相合成综述
研究生课程论文封面课程名称 材料制备与合成开课时间 10-11学年第一学期学院 数理与信息学院学科专业 凝聚态物理学号 2009210663 姓名 朱伶俊学位类别 理学任课教师 李正全交稿日期成绩评阅日期评阅教师签名浙江师范大学研究生学院制低温固相合成综述目前，环境污染、能源过度消耗队地球及人类带来的危害已经越来越大。
人们在发展经济的同时也在积极面对怎样克服对环境的污染，保护我们的生态平衡。
近十几年来，由于传统的化学反应里在溶液或气相中进行，其反应需要能耗高，时间长，污染环境严重以及工艺复杂，因此越来越多的人将目光投向曾经被人类很早就利用过的固相化学反应。
低温固相化学反应法是20世纪80年代发展起来的一种新的合成方法，并且发展极为迅速。
其制备工艺简单，反应条件温和，节约能源，产率高，污染低等优点，使其再化学合成领域中日益受到重视。
固相反应法已经成为了人们制备新型无机功能材料的重要手段之一。
1、低温固相合成的发展固相化学反应是人类最早使用的化学反应之一，我们的祖先早就掌握了制陶工艺，将制得的陶器用作生活日用品。
但固相化学作为一门学科被确认却是在20世纪初，原因自然是多方面的，除了科学技术不发达的限制外，更重要的原因是人们长期的思想束缚。
自亚里士多德时起，直至距今80多年前，人们广泛相信“不存在液体就不发生固体间的化学反应”。
直到1912年，Hedvall在Berichte 杂志发表了《关于林曼绿》（CaO和ZnO的粉末固体反应）为题的论文，有关固相化学的历史才正式拉开序幕。
事实上，许多固相反应在低温条件下便可发生。
早在1904年，Pfeifer等发现加热[Cr(en)3]Cl3或[Cr(en)3](SCN)3分别生成cis-[Cr(en)2Cl2]Cl和trans-[Cr(en)2(SCN)2]SCN；1963年，Tscherniajew等首先用K2[PtI6]与KCN固-固反应，制取了稳定产物K2[Pt(CN)6]。
金属氧化物硫化物纳米材料的低温固相合成 刘劲松
收稿:2008年12月,收修改稿:2009年2月*南京航空航天大学引进人才基金项目(No.1006-909308-S0908061)资助**Corresp onding author e -mail:jsliu@金属氧化物硫化物纳米材料的低温固相合成*刘劲松**李子全 曹洁明(南京航空航天大学材料科学与技术学院 南京210016)摘 要 本文介绍了具有独特物理、化学性质的金属氧化物、硫化物纳米材料的低温固相合成方法,重点阐述了金属氧化物和硫化物纳米材料的低温固相合成方法的路线、反应类型、常用表征测试方法、光电磁性能研究及低温固相反应机理等方面内容,并列举了各种实例。
低温固相合成方法在制备金属氧化物、硫化物纳米材料方面具有操作简便、成本低、污染小等优点,可望用于纳米材料的大规模生产。
关键词 金属氧化物硫化物 纳米材料 低温固相合成中图分类号:O61114;O61116 文献标识码:A 文章编号:1005-281X(2009)12-2542-09Low -Temperature Solid -State S ynthesis of Metal Oxide andSulfide NanomaterialsLiu Jinsong **Li Ziquan Cao Jieming(College of Materials Science and Technology,Nanjing University ofAeronautics and Astronautics,Nanjing 210016,China)Abstract Low -temperature solid -state synthesis me thods for the metal oxide and sulfide nanomaterials which have e xhibited the unique physical and chemical properties are reviewed and classified in this paper.The simple solid -state synthesis routes,six different reaction types,the characterizations about structure,composition,morphology,optics,stability and other properties of the products,and the possible synthesis mechanisms of low -temperature solid -state reactions are emphasized.Some typical e xamples are also pared with gas or solution synthesis,low -temperature solid -state synthesis has many advantages in synthesizing metal oxide and sulfide nanomaterials,such as simple operation,low cost,little pollution,and being able to industrialization.Key words metal oxides and sulfides;nanomaterials;lo w -te mperature solid -state synthesisContents1 Introduction2 Introduction and experiment route of low -temperaturesolid -state synthesis 2.1 Simple introduction 2.2 E xperiment route3 Low -temperature solid -state synthesis types and studycontents of metal oxides and sulfides 3.1 Room -temperature direct reac tion method3.2 Addition -assisted room -temperature direct reactionmethod3.3 Addition -assisted hea-t treating reaction method3.4 Solution -solid room -temperature synthesis method 3.5 Mixture hea-t treating reaction method3.6 Precursor hea-t treating reaction method4 Characterization and property studies of metal oxidesand sulfides synthesized by low -temperature solid -state reaction4.1 Structure,composition and morphologies第21卷第12期2009年12月化 学 进 展PROGRESS I N C HE MISTRYVol.21No.12 Dec.,20094.2 Optics and stability 4.3 Other properties5 Low -temperature solid -state syntheis mechanism ofmetal oxides and sulfides 6 Summary and prospects1 引言金属氧化物和硫化物种类繁多,具有丰富的价态和价电子层构型,有许多重要的物理物质和化学性质,广泛地应用于催化、传感、光学、磁学、医疗、润滑、电池等领域[1)8]。
低温固相法反应制备NiFe2O4的研究
低温固相法反应制备NiFe2O4的研究
侯来广;任雪潭
【期刊名称】《陶瓷》
【年(卷),期】2018(0)6
【摘要】铁酸镍作为一类重要的磁性氧化物,因其具有优异的性能,而被广泛应用于许多领域.它还可作为磁致伸缩材料,因其还具有耐高温,高强度,高硬度,热稳定性好的优点,也可用作性能优良的陶瓷材料,同时它还是一种优质的催化剂可以用作CO2的分解反应.笔者以NiO和Fe2O3为原料,采用微波加热和传统电阻炉加热的方式制备铁酸镍尖晶石粉末,并利用扫描电镜和XRD等方法对合成的铁酸镍粉体进行观察和分析.实验结果表明:保温时间,烧成温度对反应的进行有着重要的影响;微波加热合成方式和传统电阻炉加热合成方式相比,它具有合成速度快的优点,另外微波合成的粉体晶粒尺寸分布范围窄,而传统加热方式的粉体晶粒尺寸分布范围比较宽,但合成粉体的质量不如微波加热方式合成的粉体.
【总页数】5页(P34-38)
【作者】侯来广;任雪潭
【作者单位】广州市红日燃具有限公司广州 510430;西南科技大学材料科学与工程学院四川绵阳 621010
【正文语种】中文
【中图分类】TQ174.75
【相关文献】
1.低温固相反应制备氧化锌微粉研究 [J], 朱钰方;方莹;张少明
2.低温固相反应法制备NiFe2O4纳米粉体 [J], 田庚方;王丽;王海波;李发伸
3.低温湿固相反应凝胶法制备纳米γ-Fe2O3的研究 [J], 杨项军;谢琦莹;王宇;黄锋
4.低温固相反应法制备NiFe2O4纳米粉及机理研究 [J], 张志刚;刘宜汉;罗洪杰;姚广春
5.低温固相反应法制备铈酸镧粉体及其烧结性能研究 [J], 杨新帅;王周福;王玺堂;刘浩;马妍
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低温固相反应法合成ZnO纳米晶体
第 ５期
大 连 民 族 学 院 学 报
Ｊ ｕｎ ｌｏ ｌｉｎ Ｎａｉｎ ｌ ｉｓＵ ｉｅｓｔ ｏ ｒ ａ ｆＤａ ａ ｔ ａｉ ｅ ｎ ｖ ｒｉ ｏ ｔ ｙ
Ｖｏ ． ４， １ １ Ｎｏ． ５Байду номын сангаас
２１ ０ ２年 ９月
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文 章 编 号 ：０ ９— １Ｘ（０ ２ ０ ０ ７ ０ １０ ３ ５ ２ １ ）５— ４ ４— ４
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品 的结 构形 貌 及 其 发 光 特 性 进 行 了表 征 ， 究 了 研 研 磨 时间 、 水浴 温度 等工 艺条 件对 纳米 Ｚ Ｏ结构 、 ｎ 形 貌 的影 响 ， 其应 用提 供数 据参 考 。 为
１ ～５号样 品 的 Ｘ Ｄ图谱 如 图 １ 具 体条 件 见 Ｒ （
低温固相合成超细正硼酸镍粉体
低温固相合成超细正硼酸镍粉体周维磊;宫红;王锐;姜恒【摘要】探讨了采用不同镍源对合成产物正硼酸镍[Ni3(BO3)2]的影响,最终确定以碱式碳酸镍[NiCO3·2Ni(OH)2·4H2O]为镍源与硼酸(H3BO3)在较低温度下按化学计量比反应得到目标产物,并通过X射线衍射(XRD)、红外光谱(IR)和扫描电镜(SEM)对产物结构及形貌进行表征.结合XRD和IR分析结果表明,采用碱式碳酸镍为镍源,与硼酸按照化学计量比,仅在700℃焙烧3h即得到纯净正交结构的Ni3(BO3)2.通过SEM可观察到不使用有机溶剂情况下,采用碱式碳酸镍和硼酸直接焙烧制备的产物分散性好、粒径分布均匀且主要分布在200～250 nm.【期刊名称】《无机盐工业》【年(卷),期】2013(045)006【总页数】3页(P22-24)【关键词】碱式碳酸镍;低温固相合成;正硼酸镍【作者】周维磊;宫红;王锐;姜恒【作者单位】辽宁石油化工大学化学与材料科学学院,辽宁抚顺113001;辽宁石油化工大学化学与材料科学学院,辽宁抚顺113001;辽宁石油化工大学化学与材料科学学院,辽宁抚顺113001;辽宁石油化工大学化学与材料科学学院,辽宁抚顺113001【正文语种】中文【中图分类】TQ138.13正硼酸镍［Ni3（BO3）2］微粒可作为水基添加剂能够显著提高水的抗磨减摩性能［1-2］，当其用作铝基复合材料、工程塑料、陶瓷等添加剂时能够提高材料的抗压、抗拉能力和增强黏结能力、抗腐蚀性等［3］，而且在一定温度下还具有一定的抗磁性［4］，因此Ni3（BO3）2备受人们的关注。
目前，正硼酸镍的制备方法主要有溶胶-凝胶法、微乳法和高温焙烧法。
溶胶-凝胶法［3］主要以柠檬酸为发泡剂，硝酸镍和硼酸为原料，在烘箱中干燥10 h得到的干凝胶于750℃焙烧4h 得到 Ni3（BO3）2；微乳法［4］是将硝酸镍溶液的微乳液与硼氢化钠溶液的微乳液混合，在室温下搅拌 24 h，再经过800℃焙烧制得 Ni3（BO3）2微粒。
低温固相合成的发展现状与研究进展
低温固相合成的发展现状与研究进展???摘要：本文对低温固相合成这种无机合成新方法进行综述，介绍了我国近年纳米材料、发光材料、半导体材料的低温固相合成的技术研究现状,并对其发展方向提出展望.关键词：低温固相合成；纳米材料；发光材料；半导体材料Low-Temperature Solid-State Synthesis of DevelopmentStatus and Research Progress???Abstract:This paper are reviewed some new method about the Low-temperature solid-State synthesis of inorganic synthesis. The Nano-materials Luminescent materials Semiconductor materials by solid state reactions at low temperature in recent years, these synthetic technologies are reviewed, and development direction for this field is put out. Key words:Low-Temperature Solid-State Synthesis；Nano-materials；Luminescent materials；Semiconductor materials低温固相合成化学是室温或近室温(小于40℃)条件下的固－固相化学反应是近几年刚刚发展起来的一个新研究领域。
相对于传统的高温固相反应而言，低温固相反应可以合成一些热力学不稳定产物或动力学控制的化合物，这对人们了解固相反应机理，尽早实现利用固相化学反应行定向合成和分子装配大有益处。
此外，从能量学和环境学的角度考虑，低温固相反应可大大节约能耗，减少三废排放，是绿色化工发展的一个主要趋势。
纳米氧化镍的低温固相合成及电容性能研究
中 图分 类 号 ： Ｑ ３ ．３ Ｔ １８１
文献 标 识 码 ： Ａ
文 章 编 号 ：０ ６ ４ ９ （０ ２０ — ０ ３ ０ １０ — ９ ０２ １）２ ０ ２ — ４
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低热固相合成化学
低热固相合成化学低热固相合成化学是一种在低温下进行的固相合成方法，它在无需高温条件下，通过固态反应将原料转化为所需产物。
这种方法具有简单、环境友好、节能等优点，因此在化学合成领域中得到广泛应用。
低热固相合成化学的基本原理是通过在低温下使反应物发生固态反应，从而得到所需产物。
相较于传统的高温合成方法，低热固相合成化学不需要高温加热设备，因此具有较低的能源消耗和较少的环境污染。
此外，低热固相合成化学还可以避免由于高温反应导致的副反应和产物失活等问题，从而提高产物纯度和产率。
低热固相合成化学的方法包括球磨法、气固相反应法和固体相互作用法等。
其中，球磨法是一种将反应物放置于球磨罐中，并通过球磨体的摩擦作用使其发生固态反应的方法。
这种方法具有反应速度快、反应条件温和等特点，适用于一些高能消耗的反应。
气固相反应法是通过气体在固体反应物表面吸附并与之发生反应，从而实现低热固相合成的方法。
这种方法通常需要提前将反应物在低温下与气体进行预处理，然后在高温下将其与反应物进行反应。
这种方法适用于一些需要气体参与的反应，如气体分解、气体吸附等。
固体相互作用法是指两种或多种固体物质之间发生相互作用，从而实现低热固相合成的方法。
这种方法可以通过固体物质之间的离子交换、电荷转移、共价键形成等方式来实现。
固体相互作用法具有选择性好、产物纯度高等特点，适用于一些需要精确控制反应条件的反应。
在低热固相合成化学中，反应条件的选择对于反应的进行至关重要。
一般来说，反应温度较低、反应时间较长、反应物的初始浓度较高等条件有利于反应的进行。
此外，反应物的物理性质、化学性质、反应物之间的相互作用等因素也会影响反应的进行，因此需要根据具体的反应体系来选择合适的反应条件。
低热固相合成化学在有机合成、无机合成、材料合成等领域都有广泛的应用。
例如，在有机合成中，低热固相合成化学可以用于合成有机小分子化合物、有机聚合物等。
在无机合成中，低热固相合成化学可以用于合成无机材料、氧化物等。
第六章低温固相合成1.
分子固体：零维固体，比所有延伸固体中的作用都弱， 分子可移动性强，物理性质上表现为低熔点和低硬度， 具有最强的反应性
固体结构与固相化学反应
化学键作用仅 在分子范围内 有效
分子固体 ——零维晶体 —— 反应活性最强
固体 延伸固体 化学键作用贯 穿整个晶格 一维固体 低维固体 二维固体 三维固体 —— 稳定性最强 反 应 活 性
1. 2.
低温固相反应：原料粉末研磨混合，5 min完成反应； 液相反应：只能得到Cu(AP)Cl2产物。
固相反应的优势
不使用溶剂
具有高选择性，高产率 简化工艺流程 缩短反应时间
节约能源 降低成本 减少污染
低温固相反应与新材料的发现
传统固相化学反应合成得到的是热力学稳定的产物 低温固相反应可能合成介稳中间物或动力学控制的 化合物(在高温时分解或重组成热力学稳定产物)
2、固相化学对材料科学的贡献
20世纪50年代高纯单晶半导体的固相合成－电子工 业 硅铝酸盐分子筛为基础的催化剂－石油化工
低温固相合成发展
1993年Mallouk教授在《science》上发表评述：“传统固 相化学反应合成所得的是热力学稳定的产物，而那些介稳 中间物或动力学控制的化合物往往只能在较低温度下存在， 它们在高温时分解或重组成热力学稳定的产物。为了得到 介稳固态相反应产物，扩大材料都选择范围，有必要降低 固相反应温度。
低温固相合成发展
我国的一些科学工作者在低温固相合成方面 也作来许多开创性的工作。例如， 1988 年，忻 新泉等开始报道“固态配位化学反应研究”系 列，探讨了室温或近室温条件下固 -固态化学反 应。 1990 年开始合成新的原子簇化合物，并测 定了数以百计的晶体结构。 其中有代表性的[M o8Cu12S32]4-含有20个金属原子，是最大的含
低温固相反应合成NiFe_2O_4尖晶石纳米粉重点
图 3 添加不同质量分数的 NaCl 制得的试样的 SEM 图像 SEM images of samples prepared wi th different content of NaCl ( a) 0; ( b) 10% ; ( c) 20%
添加 NaCl 之后 , NaCl 与 NaOH 先研磨混合 均匀, 相 当于 把 NaOH 稀释 , 且 NaCl 添加 量越 大, NaOH 浓 度 越 小 每 一 个 F eSO4 7H 2 O 和 N iSO4 6H 2 O 分子周围除了有 NaOH 还有 NaCl, 造成每一个 F eSO4 7H 2 O 和 N iSO4 6H 2 O 周围的 NaOH 个数越少, 而 NaCl 不参与反应 , 这就造成 了及时参加反应的 NaOH 量不够, 需要从远处通 过扩散补充 NaOH 物质的扩散速度相对较慢 , 因 此整个反应的速度下降 同时由于有大量的 NaCl 存在, 能够加强阻碍 NiO 和 F e2 O3 微晶相互聚集 成大晶粒 , 使之呈微晶状态分布在 NiF e2 O4 微晶 和 NaCl 晶体之中 , 并且在后续煅烧过程中 NaCl 的存在也能阻碍晶粒的长大 因此 , 通过对 NaCl 质量分数对纳米粉体粒度与形貌的影响的分析, 确定较合适的 NaCl 添加量为 20% 2. 4 煅烧温度对纳米粉粒径和形貌的影响 添加质量分数为 20% NaCl 作为分散剂制备 得到的前驱体分别在 700, 800 和 900 煅烧并且 保温 1 h, 得到的粉体 SEM 照片如图 4 所示 煅烧温度为 700 时 , 温度相对较低, 反应驱
图 2 前驱体的差 热 - 热重分析曲线 Fig. 2 DSC - TG curve of precursor
从热力学上看, 这个反应在常温下就能发生 根据上式计算了不同温度下生成 NiF e2 O4 尖晶石 的反应焓变, 如表 1 所示 结果表明 , 不同温度下反应焓变值均很小, 所 以整个曲线并无明显尖锐的吸、 放热峰出现 从热 重曲线上看, 在 400 之前一直有质量的损失, 这 主要有以下两个原因: 1) 前驱体表面吸附的水分 随温度升高排出 ; 2) 前驱体中氢氧化物的脱水反
低热固相合成
低温固相合成发展
然而研究低温固相反应并开发其合成应用的价值的意义是 不言而喻的。 1993年Mallouk教授在《science》上发表评述：“传统固相 化学反应合成所得的是热力学稳定的产物，而那些介稳中 间物或动力学控制的化合物往往只能在较低温度下存在， 它们在高温时分解或重组成热力学稳定的产物。为了得到 介稳固态相反应产物，扩大材料都选择范当扩散速度 >> 化学反应速度时
K
D
1 1 1 V KC 0 DC0
V KC0 VR max
表明：
此固相反应为化学反应速度所控制，称为 化学动力学范围。
(2) 当扩散速度 << 化学反应速度时
K
D
C
C0 1 1 K D
0
K C C 0 /(1 ) D
以平板扩散模型为基础
设反应物A和B以平板模型
相互接触反应和扩散，并形成厚 度为x的产物AB层，随后A质点
扩散
通过AB层扩散到B-AB截面继续
反应。 若界面化学反应速率远大于 扩散速率，则过程由扩散控制。
化学组成及结构
颗粒尺寸、均匀性
固相反应
温度、压力、气氛
矿化剂
矿化剂的影响
例如，在Na2CO3和Fe2O3反应体系加入NaCl，可 这种矿化效果越明显。 例如，在硅砖中加入1%~3%[Fe2O3+Ca(OH)2]作 为矿化剂，能使其大部分-石英不断熔解而同时不断 析出-鳞石英，从而促使-石英向鳞石英的转化。 关于矿化剂的矿化机理，一般是复杂多样的，可 因反应体系的不同而完全不同，但可以认为矿化剂总
固相合成方法的概念
固相反应
高热固相反应
中热固相反应
低温固相反应法合成ZnO纳米晶体
a、潜伏期—临界温度：包括固体反应物间的扩散及产物成核过程。受 温度的显著影响，温度越高，扩散越快，产物成核越快，反应的潜伏 期越短；反之，潜伏期就越长。低于成核温度Tn，反应不能发生。
结论
(1) 以乙酸锌和草酸为原料，采用低温固相反应法制得的ZnO 纳米晶体， 粒径在15 ～ 30 nm，六方晶系纤锌矿结构，形貌为类球形。 (2) 研究了低温固相反应法的基本工艺条件对样品的结构、形貌、表面态的 影响。结果表明，研磨1 h 样品的结晶性和形貌优于研磨时间为0.5 h的样品; 水域温度对样品的结晶性和尺寸有一定的影响，当水浴锅温度为60℃时样品 的结晶性接近最强，晶界清晰且尺寸最小，温度进一步升高时对样品的结晶 性不再有明显的影响且尺寸增大。 (3) 本法制备工艺简单，操作简便，耗能少，无污染，可为下一步合成高发 光效率的掺杂纳米ZnO 提供了有力的实验基础。
纳米氧化锌在具体行业中的应用举例
纳米ZnO 在纺织行业中的应用进展： (1)抗菌性能: 纳米氧化锌具有良好的抗菌性，且低毒、环保，将其应用在织
物上可获得良好的抗菌性能。 (2)防紫外线性能: 当粒径小于100 nm 时，其禁带宽度增加到4． 5 eV( 相
当于大部分紫外光的能量) ，使得纳米氧化锌吸收紫外线能力增强，由于 纳米氧化锌具有量子尺寸效应，对特定波长的光吸收带有蓝移现象，对各 种波长光的吸收带有宽化现象，因此纳米氧化锌在较宽的紫外范围内有较 强的屏蔽作用。 (3)超疏水性能: 超疏水是指水滴在接触表面形成的静态接触角大于150°。
用于隐身技术—雷达波吸收材料： 雷达波吸收材料(简称吸波材料)系指能有效地吸收入射雷达波并能使其散 射衰减的一种功能材料。纳米ZnO等金属氧化物由于质量轻、厚度薄、颜 色浅、吸波能力强等优点，作为一种有发展前途的新型军用雷达波吸收 剂，已成为吸波材料研究的热点之一。
半导体气敏材料的低温固相合成技术评价与研究进展
等及 其 掺 杂 物 ， 合成 技 术 种 类 繁 多 ， 温 固相 反 应 法 （ 其 低 以
气 敏 选择 性 ．
气敏 材 料 中 ， 部 分是 金 属硫 化 物 ． 多 数 为 金 属 氧 化 少 大 物或 复合 金 属 氧化 物． 此 在 低 温 固相 反 应 中 往 往形 成 中 因 间体 而 不 是 目标 产 物 ， 而 除 合 成 硫 化 物 可 以 采 用 直 接 合 因 成 法 以 外 ， 用 的合 成 方 法 为前 驱 体 法 和掺 杂 合成 法 ， 外 常 另 还 有 粒 子 重 排 法 、 位 合 成 法 、 观结 构 优 化 法 等 ， 配 微
理， 得桔 红 色 粉 末 样 品 ． 二 步 ， 敏 元 件 的 制 作 与气 敏 性 第 气 能 的 测 试 ．平 行 取少 量 ４ ０℃ 经 ２ ５ 结 所得 粉 末 样 品 ， ｈ烧 加
制 可 分为 表 面效 应 和 体 效 应 。 结 构 和 形 态 是 纳 米 尺 寸 的 其 多孔烧结 体 、 膜 或厚膜． 类 纳米气 敏材 料包 含 ｓ０ ， 薄 这 ｎ ２
Ｉ２ ， Ｓ， ｎ Ｆ ２ 。 Ｏ， ｄ ｎ ， Ｆ ２ ｎ ０３ Ｃｄ Ｚ Ｓ， ｅ ０３ Ｚｎ Ｃ Ｓ Ｏ３ Ｚｎ ｅ Ｏ４， Ｏ ， （３ Ｃｕ ｗ ）
入 适 量 的 粘合 剂 ， 分 研 磨 均 匀 ， 充 涂敷 到 陶 瓷 管 表 面 ， 别 分 在 不 同 温 度下 ， 热处 理 １ ， 制备 成 烧 结 型 旁热 式 气 敏 元 件． ｈ
低温固相合成纳米硫化镉的新方法
从反应物团聚体中脱落转移 ,内反应中反应物含有结晶
水或反应中用很少量的水作引发剂或反应中生成
水 ,这些水 可 以 在 研 磨 中 形 成 许 多 微 米 级 的“液
浴 ”,使得反应如同在“溶液 ”中进行一样 。不能因
为有少量固有水或外来水就否定其固相反应的实
Prepara tion of nanoparticle CdS by solid sta te reaction a t low tem pera ture
Tang W enhua1, 2 , Zou Hongtao1, 3 , J iang Tianzhi1, 2 , L iu J ip ing1
2006年 4月 唐文华等 :低温固相合成纳米硫化镉的新方法
23
1. 2. 2 室温固相合成纳米 CdS晶体 称取 CdC l2 ·2. 5H2 O 1. 142 g和 Na2 S·9H2 O 1. 201 g 分 别 于 玛 瑙 研 钵 中 充 分 研 磨 , 然 后 将 CdC l2 ·2. 5H2O与 4 μL 的 PEG - 400 混合研磨 ,边 研磨边加入 Na2 S·9H2 O ,研磨过程中很快释出结晶 水和 出 现 橙 黄 色 , 颜 色 逐 渐 加 深 。 15 m in 加 完 Na2 S·9H2 O后 ,再研磨 30 m in。产物反复用去离子 水洗至 pH = 7,在 80 ℃烘干 5 h,在 100 ℃烘干 1 h, 记为 CdS - 2。 1. 2. 3 均匀沉淀法合成纳米 CdS晶体 移取 150 mL 0. 011 mol/L CdCl2溶液 ,电磁搅拌 下逐滴加入 0. 055 mol/L 的 TAA 20 mL , 30 m in滴 完 ;逐渐升温至 50 ℃,继续电磁搅拌 2 h。在此过程 中用少量 NaOH 溶液调整溶液的 pH = 6. 5,最后冷 却至室温 。产物用去离子水洗至 pH = 7,在 80 ℃烘 干 5 h,在 100 ℃烘干 1 h,记为 CdS - 3。
低温固化树脂研究
低温固化树脂研究
低温固化树脂是在低温条件下能够快速固化的树脂材料。
这种树脂具有较高的粘度，可以在较低的温度下进行固化反应，且固化过程中不会产生挥发性物质，因此可以用于制造高性能的复合材料、胶粘剂、涂料等。
低温固化树脂的研究主要涉及以下几个方面：
1. 树脂合成：低温固化树脂的合成方法与传统的树脂合成方法不同，需要选择适当的原料和催化剂，控制好温度和时间，以获得理想的分子结构和性能。
2. 树脂固化：低温固化树脂的固化反应涉及到化学键的形成和交联，需要控制好温度和压力等参数，以保证固化过程顺利进行，并获得性能优异的固化产物。
3. 树脂性能：低温固化树脂的性能取决于其分子结构、官能团数量和分布等，因此需要对其性能进行全面的测试和表征，包括粘度、固化时间、热稳定性、耐腐蚀性等。
4. 应用研究：低温固化树脂可以应用于许多领域，如航空航天、汽车、船舶、电子等，需要进行应用研究，探索其在不同领域的应用前景和可行性。
总之，低温固化树脂的研究涉及到多个方面，需要综合考虑其合成、固化、性能和应用等方面，以获得性能优异、应用广泛的低温固化树脂材料。
低温固相反应合成碳酸锶纳米粉体
锶 和碳 酸 铵为 原料 ， 固相反 应 合成碳 酸 锶纳米 粉 体 ， 究 了研磨 时 间 、 度 、 淀 剂 及 表 面活 性 剂 对反 应 的影 响 。 经 研 温 沉 试 验结 果用 Ｘ Ｄ与 Ｔ Ｍ进 行表 征 ， 明 固相 反 应进 行得 很完 全 ， 品 为纯 碳 酸锶 ， 粒 度 为 ５ ８ Ⅲ． Ｒ Ｅ 证 产 其 ０ ０・ 。 关 键词 ： 温 固相反 应 ； 酸 锶 ； 米粉 体 低 碳 纳
Ａ Ｏ、 ｗ ｅ Ｏ等 。 Ｅ Ｔ ｅｎ８
１２ 实验 原理 ．
称 取 摩 尔 比 为 １ １的 ＳＣ２ ６ 与 Ｎ ２ Ｏ 进 ： ｒＩ・ Ｈ Ｏ ａＣ ３ 行研 磨 ， 为研 究 研 磨 时 间 对 反 应 的影 响 ， 别 对 下 列 分 ３组 试 样 进 行 试 验 ： 研 磨 出 现 糊 状 后 ， 续 研 磨 ① 继 １ｍｉ； 继 续 研 磨 ３ ｍ ｎ ③ 继 续 研 磨 ５ ｍ ｎ 然 后 在 ｎ② ｉ； ｉ， 相 同 条 件 下 将 糊 状 物 烘 干 ， 用 Ｘ Ｄ进 行 分 析 ， 并 Ｒ 发 现 其 Ｘ Ｄ 结 果 完 全 相 同 ， 为 ＳＣ Ｎ Ｃ 相 。 由 Ｒ 均 ｒＯ 和 ａ Ｉ 此 可 得 出 结 论 ， 相 反 应 中 反 应 物 一 旦 失 去 结 晶水 固 并 呈糊状说 明反应完成 。
（ ｉ， ２ ａ ａ ｔｒ ｌ． ｈ ￣ｃｓｏ ｎ ｉｇｔ Ｎ ｔ） Ｃ ｓ ｒｗ ｍａｅｉ ｓ Ｔ ｅｅ ｔ ｆ ａ ｇｉｄｎ ｉ ｔｍｐ ｒｔｒ ｐ ｅｉｉ ｔ ｇａ ｄ ｓｒａｅ ａ ｔ ｅａ ｅ ｔ ｎｒａ ｔ ｎ ａｅ ｓ ｄ ｍｅ， ｅ ｅａｕｅ， ｒｃｐｔ ｉ ｕｆｃ －ｃｉ ｇ ｎｓｏ ｅ ｃｉ ｒ ｔ ・ ａｎ ｎ ｖ ｏ ｕ ｉｄ ｉ ｅａｌＴ ｅｐｏ ｕ ｔ ａｅ ｃ ａａ ｔｒ ｅ ｙＸ—ｒｙｄｆａ ｔ ｎ ＸＲ ｅ ｎｄ ｔｉ． ｈ ｒｄ ｃｓ ｒ ｈ ｒｃｅｉ ｄ ｂ ｚ ａ ｉ ｒｃｉ （ Ｄ）ａ ｄｔａ ｓ ｓｉｎ ｅｅ ｔ ｎｍ ｃｏｃ ｐ （ Ｅ ． ｈ ｅｕｔ ｏ ｎ ｎｍｉ ｏ ｌｃｒ ｒｓｏ ｙ Ｔ Ｍ） Ｔ ｅｒｓ ｌ ｒ ｓ ｏ ｉ ｓ
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低温固相合成的发展现状与研究进展
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摘要：本文对低温固相合成这种无机合成新方法进行综述，介绍了我国近年纳米材料、发光材料、半导体材料的低温固相合成的技术研究现状,并对其发展方向提出展望.
关键词：低温固相合成；纳米材料；发光材料；半导体材料
Low-Temperature Solid-State Synthesis of Development
Status and Research Progress
???
Abstract:This paper are reviewed some new method about the Low-temperature solid-State synthesis of inorganic synthesis. The Nano-materials Luminescent materials Semiconductor materials by solid state reactions at low temperature in recent years, these synthetic technologies are reviewed, and development direction for this field is put out. Key words:Low-Temperature Solid-State Synthesis；Nano-materials；Luminescent materials；Semiconductor materials
低温固相合成化学是室温或近室温(小于40℃)条件下的固－固相化学反应是近几年刚刚发展起来的一个新研究领域。
相对于传统的高温固相反应而言，低温固相反应可以合成一些热力学不稳定产物或动力学控制的化合物，这对人们了解固相反应机理，尽早实现利用固相化学反应行定向合成和分子装配大有益处。
此外，从能量学和环境学的角度考虑，低温固相反应可大大节约能耗，减少三废排放，是绿色化工发展的一个主要趋势。
目前，低温固相合成化学可以合成出二百多种簇合物，其中有些是利用液相不易得到的新型簇合物：如鸟巢状结构、双鸟巢状结构、半开口的类立方烷结构。
利用低温固相反应方法可以方便地合成单核和多核配合物，还可以合成高温固相反应及液相反应无法合成的固配化合物等。
利用低温固相反应可以合成各种功能材料，如非线性光学材料等，气敏材料等，还有化学防伪材料、生物活性材料，铁电材料，无机抗苗剂及荧光材料等。
利用低温固相反应合成各种纳米材料是最近的研究热点，用该方法合成的氧化物、金属及合金等已在许多方面取得了应用。
1、低温固相合成方法合成纳米材料的发展现状与研究进展
1.1纳米氧化镍的低温固相合成及电容性能研究及展望
韩丹丹，景晓燕，王君，徐鹏程，李蕾，公敬欣通过低热固相反应法合成了纳米氧化镍，在不同温度热处理条件下研究氧化镍的结构、形貌及其作为超级电容器电极材料的电化学性能。
采用XRD和SEM表征产物的结构特点，采用循环伏安和恒流充放电等方法表
征其电化学性能。
XRD测试结果表明，所制备的氧化镍为立方相，且随着热处理温度升高，晶型趋于完整。
SEM和电化学测试结果表明，高温热处理（>400℃）使样品团聚更为严重，导致电极材料利用率降低，质子传递阻力加大，比电容急剧下降；低温处理颗粒分布均匀，粒子间存在孔道，使电极具有较大的比容量（228 F/g）和良好的化学稳定性，在20 mV/s 快速扫描速率下，电极显示出良好的倍率特性。
纳米氧化镍可以做成超级电容器的电极，超级电容器具有更高的比电容量，可存储的比电容量为静电电容器的10倍以上。
同时，它又具有传统化学电源无法比拟的高功率密度、长循环寿命及优越的脉冲充放电性能。
因此对纳米氧化镍合成的研究有着重要的意义[1]。
1.2纳米硫化镉低温固相合成的新方法研究
唐文华,邹洪涛,蒋天智,刘吉平以硫代乙酰胺(TAA)与氯化镉为原料,用低温固相反应合成纳
米硫化镉。
用X射线粉末衍射、透射电镜对所得产物进行表征。
结果表明,低温固相法得到的纳米硫化镉为立方晶系结构,微粒平均粒径为15~25 nm。
出于比较研究的需要,用室温固相法和均匀沉淀法合成了形貌不同的纳米硫化镉。
本法产物的粒径分布比室温固相法均匀,而形貌尺寸明显大于均匀沉淀法。
硫化镉作为一种重要的半导体材料,硫化镉纳米粒子在太阳能转化、非线性光学、光电子化学电池和光催化等方面具有广泛的应用[2]。
2、低温固相合成发合成发光材料研究进展
李文先,张瑞平,郭磊,夏海庭,陈丽娟以两种不同结构的羧酸苯乙酸和苯基羟基乙酸与氯化铽为原料,采用低温固相反应合成了两种羧酸铽配合物。
经元素分析、稀土络合滴定、摩尔电导确定了配合物的组成为:Tb(L1)3H2O,T b(L2)34H 2O(L 1=C6H5CH CO O-,L 2=C6 H 5 CH(OH)COO-)。
测定了配体及配合物的IR谱、1 H N M R及配体的磷光光谱和铽配合物荧光激发和发射光谱。
根据磷光发射光谱数据计算了配体的三重态能级值。
比较两个配合物的荧光发射主峰5D4→7F5强度:苯基羟基乙酸铽为苯乙酸铽的5倍。
由此可见在配体亚甲基上引入拉电子基团羟基,将会扩大共轭体系电子的离域范围,提高能量传递效率,提高稀土离子的发光强度。
采用低温固相反应合成了两种不同结构的羧酸与稀土铽的配合物。
与液相法相比,具有高产率、污染小的优点。
配体磷光光谱和配合物的荧光光谱表明,配体的结构不同对铽离子的发光将产生很大的影响。
当共轭体系的大小相同,配位基团与共轭体系的距离也相同时,在配体适当的部位引入取代基,将会扩大共轭体系的电子离域范围,使能量传递通道畅通,改变配体三重态能级的高低及能级范围,从而改变传能的效率,使发光强度增大[3]。
3 半导体气敏材料的低温固相合成技术评价与研究进展
气敏传感器是在检测气体过程中伴随气体种类和浓度的变化而输出与这些变化相对应的电信号的元件,其检测的对象主要是易燃、易爆、有毒和污染环境的气体,以确保健康、安全、清洁的环境.进入实用化的气敏元件中,作为主要的组部分,半导体气敏材料起着关键的作用,其气敏机制可分为表面效应和体效应,其结构和形态是纳米尺寸的多孔烧结体、薄膜或厚膜.这类纳米气敏材料包含SnO2,In2O 3,CdS,ZnS,Fe2O3,ZnO,CdSnO3,ZnFe2O4,CuO,WO3等及其掺杂物,其合成技术种类繁多,低温固相反应法(以下低温和室温不作区别)只是其中的一种.但低温固相反应具有不使用溶剂,对环境友好以及节能高效、产物粒径可控、合成工艺简单等特性，从而成为绿色合成化学的重要手段。
在材料合成领域取得了较好的应用价值,有时还会产生特殊的效果,如相同的反应物,因为在固、液相反应过程中的反应机理不同,有时还可能产生不同的产物,这就为一些特殊材料的制备提供了理论依据[4]。
3.1低温固相合成技术研究现状
气敏材料中,少部分是金属硫化物,大多数为金属氧化物或复合金属氧化物.因此在低温固相反应中往往形成中间体而不是目标产物,因而除合成硫化物可以采用直接合成法以外,常用的合成方法为前驱体法和掺杂合成法,另外还有粒子重排法、配位合成法、微观结构优化法等。
3.2未来合成技术的发展趋势
近年来,随着环境保护、安全生产、预警防灾和安全驾驶意识的增强,气体监测成为社会关注的焦点.纳米气敏材料的合成与应用研究也随之成为功能材料研究的热点.通过对纳米气敏材料的低温固相合成技术现状的研究,我们发现在这个领域中出现了一些值得肯定并需要不断探索和完善的合成思路和工艺,归纳起来主要有3点.他们分别是：
一、寻找复合金属氧化物和掺杂稀土等元素的金属氧化物成为合成的研究热点；
二、优化气敏材料的微观结构成为研究热点；
三、合成____应用一体化技术。
低温固相反应法是近几年发展起来的一种绿色合成方法.利用该法合成新材料,具有节能、不
污染环境和能生成一些中间态前驱物的特点,利用这方法合成的半导体金属氧化物、复合半导体金属氧化物和掺杂稀土元素、贵金属等元素的半导体金属氧化物的纳米气敏材料,具有较好的气敏性能. 通过合成工艺选择、过程控制创新获得纳米级的气敏粉体和薄膜是气敏材料的主要发展方向.气敏材料较低的工作温度和测试气体较宽的浓度范围一直是合成工艺的目标.而通过粒径控制、微观掺杂、表面修饰,改善气敏材料的灵敏度、选择性、稳定性将使气体传感器研究不断深化[5].
4结束语
低温固相合成在未来科技发展方面有着巨大的潜力，尽管目前使用的各类方法多是经验的总结,并且反应机理也是在所用方法基础上的推测,但随着对低温固相反应更加深入的研究,人们总有一天能揭示低温固相反应的普遍机理,大大推动低温固相反应在制备具有独特物理、化学性质的纳米材料方面的发展。
参考文献：
1，。