医学水热法和溶剂热法
无机纳米材料的制备和表征
无机纳米材料的制备和表征随着纳米科技的快速发展，无机纳米材料作为一类重要的纳米材料，在科学研究和应用领域中得到了广泛关注。
无机纳米材料具有较大比表面积、尺寸和形态可控等独特的物理和化学性质，因此在催化、传感、能源、材料、生物医学等领域展示了许多优异的性能和应用前景。
本文旨在介绍无机纳米材料的制备和表征方法。
一、无机纳米材料的制备无机纳米材料的制备方法有很多种，常用的方法包括溶剂热法、水热法、溅射法、还原法、燃烧法、微波法、气相法等。
这些方法的选择取决于所需的纳米材料类型、形态和性质等因素。
下面分别介绍几种常用的无机纳米材料制备方法。
（一）溶剂热法溶剂热法是通过加热反应溶液或混合溶液，使其发生溶解、反应或析出等反应过程，从而制备出纳米材料的方法。
它具有反应条件温度、反应时间、反应物浓度和添加剂等因素可调控、形态可控、易于操作等优点。
溶剂热法可以用于制备金属氧化物、金属硫化物、金属基合金、半导体材料、复合材料等无机纳米材料。
例如，以二元氧化物ZnO为例，可通过将Zn（NO3）2和NaOH按一定比例混合，并在甲醇中进行反应，得到球形ZnO纳米粒子。
（二）水热法水热法也被称为热水法或水烁热法，是指在高温高压水热环境下制备无机纳米材料的一种方法。
水热法具有反应时间短、纳米颗粒尺寸分布狭窄、粒径可控等特点。
该方法可用于制备金属氧化物、金属硫化物、金属基合金、半导体材料等无机纳米材料。
例如，以四面体纳米铁酸铁氧化物为例，可以将FeCl3和（NH4）2C2O4按一定比例混合，加入蒸馏水后，在高温高压水热条件下反应，制备出四面体型的纳米铁酸铁氧化物。
（三）溅射法溅射法是一种利用高能离子束或电子束轰击固体靶材，从而使靶材表面原子解离成原子或离子，并沉积到基片上形成薄膜或纳米结构的方法。
溅射法具有对原材料选用不受限制、薄膜质量高、膜厚均匀等优点。
溅射法可用于制备金属、合金、氧化物、氮化物等各种无机材料纳米膜。
例如，以氧化铜为例，可以将Cu靶材和氧气的混合气体放置于反应腔内，在较高的真空环境下，通过离子轰击实现氧化铜纳米薄膜的制备。
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。
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。
无机纳米晶的制备与特性研究
无机纳米晶的制备与特性研究随着科技的不断发展和进步，无机纳米晶成为了当今最热门的研究领域之一。
与传统的物质相比，无机纳米晶具有很多独特的性质和特点，因此被广泛应用于各种领域，如生物医学、环境保护和电子器件等。
本文将探讨无机纳米晶的制备方法和特性研究现状。
一、无机纳米晶的制备方法1. 溶剂热法：将金属盐或金属有机化合物与有机溶剂混合后进行加热，使其生成纳米晶。
此法适用于制备高质量的无机纳米晶，但需要高温条件和较长的反应时间。
2. 水热法：将金属盐或金属有机化合物在水溶液中进行加热，使其生成纳米晶。
此法相对溶剂热法更加环保和易于控制，但对反应条件的选择要求较高。
3. 气相法：利用化学气相沉积（CVD）或物理气相沉积（PVD）等方法，在气体中形成纳米晶。
此法适用于制备高质量的无机纳米晶，但需要较高的设备成本和较复杂的操作。
4. 真空蒸发法：将纯金属或金属合金在真空条件下蒸发至指定的温度和压力，使其自发形成纳米晶。
此法适用于制备高纯度的无机纳米晶，但需要较高的真空条件和较长的蒸发时间。
以上几种方法各有优缺点，需要根据具体的应用需求和研究条件来选择。
无论采用何种方法，制备出来的无机纳米晶都具有很多特殊的性质和特点。
二、无机纳米晶的特性研究1. 光学性质：由于无机纳米晶在尺寸上的限制和材料的改变，其光学性质发生了很大的变化。
例如，纳米银颗粒的表现为不同的颜色，而金属氧化物的荧光性质也表现为不同的特性，同时它的表现可能会被其他荧光方向的影响所覆盖。
2. 电学性质：无机纳米晶的电学性质也受到了尺寸上的限制。
当纳米晶尺寸减小到一定程度时，电学性质也会随之发生改变。
例如，纳米晶材料的电子输运性能、电阻率以及介电常数等等性质都会受到不同程度的影响。
3. 结构性质：无机纳米晶的结构性质是其特殊性质的基础。
纳米尺寸下的结构会进一步调制材料的性质，而化学成分和晶体结构也会对纳米晶的性质产生影响。
当纳米晶的尺寸进一步减小，表面积与体积之比也随之增大，从而显著增强了其与环境之间的相互关系。
水热法和溶剂热法的区别
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。
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。
Thank you
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。
纳米铝溶胶
纳米铝溶胶纳米铝溶胶是一种非常优秀的材料，由于优异的性能，已被广泛应用于数个领域。
该材料的制备方法简单，价格相对较低，应用范围非常广泛。
本文将从材料性质、制备方法、应用领域和展望等方面进行介绍。
一、材料性质纳米铝溶胶通常指的是直径在1-100纳米的颗粒，这些颗粒由铝氧化物或氢氧化铝经高温煅烧而成，具有以下优异的性能：1、极高的比表面积：由于纳米颗粒的极小尺寸，比表面积极高，因此纳米铝溶胶拥有非常强的吸附能力，在化学、医学等领域的应用广泛。
2、优异的热稳定性：纳米铝溶胶由于其高比表面积和结构的特殊性质，因此对于热处理具有很强的稳定性和抗冲击性能。
3、优异的吸附性：纳米铝溶胶的极高比表面积使其能够承载大量的气体和活性物质，因此可以被广泛应用于催化剂、吸附剂、分离剂、生物医用等领域。
4、优异的光催化性能：纳米铝溶胶能够吸收可见光，并且在阳光照射下产生具有强氧化能力的自由基，因此在环保领域的应用较为突出。
二、制备方法纳米铝溶胶的制备方法主要有两种：溶剂热法和水热法。
1、溶剂热法：铝蜡和表面活化剂分散在有机溶剂中，形成乳浊液，加热至300℃后，热解的过程中表面活化剂燃烧，铝原子被激发出来凝聚形成纳米颗粒。
溶剂热法制备纳米铝溶胶的优点在于制备出来的纳米铝溶胶粒径小、纯度高、分散性好。
2、水热法：利用化学合成原理，铝盐和氢氧化物经过水解、沉淀、过滤等过程精制、分散、转化成铝氧化物或氢氧化铝，然后进行高温煅烧，形成纳米铝溶胶。
水热法制备纳米铝溶胶具有简单易行、成本低、适用于大规模生产等优点。
三、应用领域纳米铝溶胶的应用领域很广泛，下面列举一些典型的应用领域：1、催化剂：纳米铝溶胶具有优异的催化性能，可以被广泛应用于制备无机、有机化合物的过程中。
2、吸附剂：纳米铝溶胶特有的吸附性能，能够被用来吸附有毒有害物质，保护人类健康和环境。
3、分离剂：纳米铝溶胶可以通过特殊的化学反应来实现金属、非金属的分离，具有很好的工业应用前景。
第三章-水热与溶剂热合成法
2.5 SCW的扩散系数D：
D 1
高密度水：T D ， p D 低密度水：T D ， p D
SCW的扩散系数比普通水高10~100倍 流动性、渗透性和传递性能好，利于传质和热交换
20
三、超临界水的特点： ①完全溶解有机物 ②完全溶解空气或氧气 ③完全溶解气相反应的产物 ④对无机物溶解度不高 ⑤具有很好的传质、传热性能
压 强 0.101 0.476 1.555 3.977 8.593 （ Mpa ）
350 374.15
16.535 22.120
12
（2）离子积变高的影响
离子反应
化学反应
自由基反应
d ln k E dT RT 2
导致水热反应加剧的主要原因是水的电离常数随水 热反应温度的上升而增加
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（3）高温高压下水的作用：
加快成核速率有以下两条途径：
升高温度、增加成核反应物浓度
11
六、反应介质的性质
（1）随着温度的升高水的性质将产生下列变化：
1.蒸汽压变高； 2.密度变小；
3.表面张力变低； 4.粘度变低；
5.离子积变高
6.热扩散系数变高
水的温度与饱和蒸汽压的关系
温 度 100 150 200 250 300 （oC）
五水热法合成原理51反应过程的驱动力可溶的前驱体中间产物与最终稳定产物之间的溶解度差反应物质溶解后以离子分子团的形式进入溶液强烈对流在生长区低温区形成过饱和溶液成核52纳米晶粒的形成过程p71生长基元与晶核的形成满足线度和几何构型要求时生成晶核2生长基元在固液生长界面上的吸附与运动生长基元运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1053水热反应的成核特征1成核速率随着过冷程度即亚稳性的增加而增加2存在一个诱导期在此期间不能检测出成核3组成的微小变化可引起诱导期的显著变化4成核反应的发生与体系的早期状态有关11加快成核速率有以下两条途径
水热与溶剂热合成的的原理、特点与应用
•难合成物质、 降低合成温度
• 特种介稳结
构、
• 特种凝聚态
、
• 新合成产物
。
• 低熔点化合
物、
• 高温分解相
、
• 高蒸气压物
质
•8
④ 结晶好:水热与溶剂热的低温、等压 、溶液条件，有利于生长极少缺陷、取向 好、完美的晶体，且合成产物结晶度高以 及易于控制产物晶体的粒度。
• 制备单晶 、
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•38
•17
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•18
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•19
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•20
•6、水热与溶剂热合成的制备过程、工艺控制
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；
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•31
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）
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•32
温度梯度的影响
路漫漫其悠远
•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。
水热与溶剂热合成：在一定温度(100-1000℃)和压力(1-100MPa) •（广义条地件）下，利用溶液中物质化学反应所进行的合成。
水热合成：在水体系中进行。 溶剂热合成：在非水（主要是有机溶剂）体系中进行。
路漫漫其悠远
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。
水热与溶剂热
ZrO2+H2O → M-ZO2+T-ZO2
硅铝酸盐凝胶 → 沸石
（12）水解反应 在水热与溶剂热条件下，进行加 水分解的反应。例如：醇盐水解等。
（13）烧结反应 在水热与溶剂热条件下，实现烧 结的反应。例如：制备含有OH-、F-、S2-等挥发性 物质的陶瓷材料。
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更直接的方法是使用光谱。由于要进行实时 在线观测，视窗材料必须耐腐蚀，能透过入射光。 单晶蓝宝石视窗于中红外；Ⅱ型金刚石则用于拉 曼与红外区域。由于腐蚀与临界点附近密度波动 大的影响，产生的临界乳白色光会削弱散射光测 量的灵敏度。为解决此问题，于是使用傅立叶变 换-拉曼光谱。
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2.1.2 粘度和表面张力降低
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2.1.3 介电常数变低
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2.1.4 热扩散系数变高
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2.1.5 密度变低
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2.1.6 蒸汽压变高
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2.2 水的作用
归纳起来，水热条件下水的主要作用有： （1）有时作为化学组分起化学反应 （2）反应和重排的促进剂 （3）起压力传递介质的作用 （4）起溶剂作用 （5）起低熔点物质的作用 （6）提高物质的溶解度
水热与溶剂热合成
主讲人：谭毅
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水热与溶剂热合成
第一节 水热法和溶剂热法 第二节 水热与溶剂热条件下介质的性质 第三节 化合物在水热溶液中的溶解度 第四节 水热合成中材料的形成机理 第五节 水热与溶剂热的基本反应类型 第六节 水热与溶剂热合成技术
水热法和溶剂热法专业知识讲座
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但是水热法也有严重的局限性，最明显的一个 缺点就是，该法往往只适用于氧化物或少数对 水不敏感的硫化物的制备，而对其他一些对水 敏 感 的 化 合 物 如 III-V 族 半 导 体 ， 新 型 磷 （ 或 砷）酸盐分子筛骨架结构材料的制备就不适用 了。正是在这种背景下，溶剂热技术就应运而 生。
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水热生长体系中的晶粒形成可分为三种类型：
“均匀溶液饱和析出”机 制 “溶解-结晶” 机制 “原位结晶”机 制
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实验室开始进行相平衡研究，建立了水热合成理论，并 研究了众多矿物系统。
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1.2溶剂热合当成之方处法，请的联发系本展人或网站删除。
1985年，Bindy首次在“Nature”杂志上发表文章报道了高
压釜中利用非水溶剂合成沸石的方法，拉开了溶剂热合成 的序幕。
1.1水热合成当之方处法，请的联系发本展人或网站删除。
最早采用水热法制备材料的是1845年K.F. Eschafhautl
以硅酸为原料在水热条件下制备石英晶体 ；
一些地质学家采用水热法制备得到了许多矿物，到1900
年已制备出约80种矿物，其中经鉴定确定有石英，长石， 硅灰石等 ；
1900年以后，G.W. Morey和他的同事在华盛顿地球物理
低温生长单晶 制备薄膜
二氧化锡溶胶的制备
二氧化锡溶胶的制备二氧化锡溶胶是一种具有高度分散性、高比表面积和可控颗粒大小的纳米材料。
它在催化、光催化、气敏、热敏、光伏、生物医药等领域具有广泛的应用前景。
本文将介绍二氧化锡溶胶的制备方法、影响制备过程的因素以及二氧化锡溶胶的应用前景。
二氧化锡溶胶的制备方法制备二氧化锡溶胶的方法主要包括化学还原法、溶剂热法、水热法、微波辅助法等。
其中，化学还原法是最常用的制备方法之一。
化学还原法：通过将柠檬酸钠、碳酸钠等还原剂加入含有氯化锡酸的水溶液中，调节反应温度、pH值等条件，使氯化锡酸被还原成二氧化锡，最终形成二氧化锡溶胶。
溶剂热法：将二氧化锡和乙二醇等有机溶剂混合，加热至一定温度下，控制反应时间和溶剂比例，使二氧化锡逐渐形成溶胶。
水热法：将金属锡和氢氧化钠等反应物加入水中，在高温高压的条件下，等待反应进行。
最终，逐渐形成二氧化锡溶胶。
以上三种方法均能够制备高质量的二氧化锡溶胶。
不同制备方法具有不同的优缺点，需要根据实际需求进行选择。
影响二氧化锡溶胶制备的因素影响二氧化锡溶胶制备的因素主要包括反应温度、pH 值、还原剂种类和添加量、反应时间等。
反应温度：反应温度是影响二氧化锡溶胶形成的重要因素。
在化学还原法中，通常将反应温度设定在70-90℃。
在溶剂热法中，反应温度一般在150-200℃。
充分考虑到反应中原料的特性，然后根据求得的反应热特性进行合理设定。
pH值：其中对于溶液的酸碱度是需要进行控制的，pH 值过高或过低都会影响二氧化锡溶胶的制备。
在制备过程中，要根据反应体系的需求进行调整。
还原剂种类和添加量：化学反应中，还原剂的种类和添加量都会对制备二氧化锡溶胶的质量产生一定影响。
锡离子的还原剂有很多，其中还原效果较好的还原剂如柠檬酸钠和碳酸钠。
在制备过程中，需要根据反应物质性质的特点而相应调整还原剂的配方。
反应时间：在制备二氧化锡溶胶时，反应时间对制备的质量也会产生影响。
具体反应时间需要根据实验室条件等进行合理的调整，通常情况下反应时间为2-4小时。
第三章水热与溶剂热合成法.
➢1T
➢与普通条件下空气的粘度系数接近
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第十九页，编辑于星期一：二点 二十五分。
2.5 SCW的扩散系数D：
D 1
高密度水：T D ， p D 低密度水：T D ， p D
SCW的扩散系数比普通水高10~100倍 流动性、渗透性和传递性能好，利于传质和热交换
第三章 水热与溶剂热合成法
1
第一页，编辑于星期一：二点 二十五分。
第一节 水热合成法合成原理
p19
一、水热合成的概念 (Hydrothermal Synthesis)
1.1 原理
在特制的密闭反应容器里，采用水溶液作为反应介
质，对反应容器加热，创造一个高温、高压的反应
环境，使通常难溶或不溶的物质溶解并重结晶。
➢反应物质溶解后以离子、分 子团的形式进入溶液
➢强烈对流，在生长区(低温
区)形成过饱和溶液
➢成核
➢形核
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第九页，编辑于星期一：二点 二十五分。
5.2 纳米晶粒的形成过程 （p7） （1）生长基元与晶核的形成
满足线度和几何构型要求时，生成晶核
（2）生长基元在固-液生长界面上的吸附与运动 生长基元运动到固-液生长界面并被吸附， 在界面上迁移运动
SEM image of samples obtained at 180°C after a reaction time of A)6h, B)9h, C)12h 8
第八页，编辑于星期一：二点 二十五分。
五、水热法合成原理
5.1 反应过程的驱动力
可溶的前驱体（中间产物）与最终稳定产物之间
的溶解度差
（3）生长基元在界面上的结晶或脱附
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目
录
1. 水热与溶剂热合成方法的发展
2. 水热与溶剂热合成方法原理
水热与溶剂热合成工艺
3.
水热与溶剂热合成方法应用实例
4.
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1.1水热合成方法的发展
最早采用水热法制备材料的是1845年K.F. Eschafhautl
以硅酸为原料在水热条件下制备石英晶体 ；
一些地质学家采用水热法制备得到了许多矿物，到1900
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但是水热法也有严重的局限性，最明显的一个 缺点就是，该法往往只适用于氧化物或少数对 水不敏感的硫化物的制备，而对其他一些对水 敏 感 的 化 合 物 如 III-V 族 半 导 体 ， 新 型 磷 （ 或 砷）酸盐分子筛骨架结构材料的制备就不适用 了。正是在这种背景下，溶剂热技术就应运而 生。
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2.2.3 反应机理-“原位结晶’’”
前驱物脱去 羟基或脱水 原子原位重排
结晶态
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2.3水热与溶剂热合成方法的适用范围
低温生长单晶 制备薄膜
合成新材料、新结构和亚稳相
制备超细（纳米）粉末
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2.4水热与溶剂热合成存在的问题
无 法 观察 晶 体生 长 和材 料 合成 的 过程 ， 不 直 观。 设 备 要求 高 耐高 温 高压 的 钢材 ， 耐腐 蚀 的 内 衬、技术难度大温压控制严格、成本高。 安 全 性差 ， 加热 时 密闭 反 应釜 中 流体 体 积 膨 胀，能够产生极大的压强，存在极大的安全隐 患。
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水热与溶剂热合成方法应用实例
蠕虫状Pd/C核壳复合材料的水热合成
金属/碳(M / C)纳米复合材料核壳结构,结合了 核和壳材料的优点,因为广泛应用体内生物成像, 燃 料电池, 锂离子电池和催化合成等方面引起了广泛 的关注。水热法合成核壳复合材料也被应用，例如 近年来以合成Cu/C,Ag/C,Au/C等复合材料。
溶剂热法（Solvothermal Synthesis），将水热法 中的水换成有机溶剂或非水溶媒（例如：有机 胺、醇、氨、四氯化碳或苯等），采用类似于水 热法的原理，以制备在水溶液中无法长成，易氧 化、易水解或对水敏感的材料。
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并非所有晶体都适合在水热环境生长。判明适合采 用水热法的一般原则是: 结晶物质各组分的一致性溶解(在不同的温度压力 下不会发生过大的改变)； 结晶物质足够高的溶解度(可溶)； 溶解度的温度系数有足够大的绝对值(溶解度随温 度变化明显)； 中间产物通过改变温度较容易分解(降温时杂质少)。
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Kang Wenjun等主要采用PdCl2、聚丙烯酰胺(PAM) 抗坏血酸和α-乳糖单水合物(α-LM)等合成Pd/C.
合成工艺：0.2gPAM溶解在35ml去离子水中，开始 搅拌，然后9mg PdCl2和0.5g α-LM分别加入到溶 液中。经过一段时间的搅拌后，把混合液转移到 50ml的聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜内，200 ℃ 下保温6h，反应釜冷却后，产物离心用去离子水和 无水乙醇洗涤数次，获得最终产物。
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水热与溶剂热合成的生产设备
高压釜是进行高温高压水热与溶剂热合成的 基本设备；
高压容器一般用特种不锈钢制成,釜内衬有化学惰性 材料，如Pt、Au等贵金属和聚四氟乙烯等耐酸碱材 料。
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简易高压反应釜实物图
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水热与溶剂热合成的一般工艺是：
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水热与溶剂热合成的介质选择 （1）相似相容原理 （2）溶剂化能和Born方程式
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2.2反应机理
水热生长体系中的晶粒形成可分为三种类型：
“均匀溶液饱和析出”机 制 “溶解-结晶” 机制 “原位结晶”机 制
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2.2.1 反应机理- “均匀溶液饱和析出”
水热反应温度和 体系压力的升高
溶解度降低并 达到饱和
结晶
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2.2.2 反应机理- “溶解-结晶” 前驱物微粒溶解 成核结晶
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Born方程式：
Z 2e2
G
Zr1
(1
1
r
)
其中△G表示一个离子从真空迁移到溶剂中自由能 的改变，即溶剂化能。方程中假定r1为离子结晶 学半径，带Ze电荷的离子刚性小球，溶剂的相对 介电常数εr不因离子电场而改变。
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形成离子溶液溶剂
介电常数大 分子极性强 既能与阳离子或能与阴离子发生以上所 述的任何一种作用。
年已制备出约80种矿物，其中经鉴定确定有石英，长石， 硅灰石等 ；
1900年以后，G.W. Morey和他的同事在华盛顿地球物理
实验室开始进行相平衡研究，建立了水热合成理论，并 研究了众多矿物系统。
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1.2溶剂热合成方法的发展
1985年，Bindy首次在“Nature”杂志上发表文章报道了高
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在水热条件下，水既作为溶剂又作为矿化剂，在 液态或气态还是传递压力的媒介，同时由于在高 压下绝大多数反应物均能部分溶解于水，从而促 使反应在液相或气相中进行。水热法近年来已广 泛应用于纳米材料的合成，与其它粉体制备方法 相比，水热合成纳米材料的纯度高、晶粒发育 好，避免了因高温煅烧或者球磨等后处理引起的 杂质和结构缺陷。
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所谓相似相容原理就是“溶质分子若与溶剂 分子的组成结构、物理性质及化学性质相近 则其溶解度大
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当溶解于溶剂的溶质以离子状态存在时
离子晶体必须克服离子晶格中的正负 子间的作用力共价化合物
必须使共价键发生异裂作用
这两种作用都必须消耗很大的能量，因此溶质和 溶剂的作用必须很大才能使溶质溶解于溶剂，这 种溶质和溶剂的相互作用就是溶剂化能。
压釜中利用非水溶剂合成沸石的方法，拉开了溶剂热合成 的序幕。
到目前为止，溶剂热合成法已得到很快的发展，并在纳米
材料制备中具有越来越重要的作用。
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2.1水热与溶剂热合成方法的概念
水热法(Hydrothermal Synthesis)，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(或自生蒸气 压），创造一个相对高温、高压的反应环境，使 得通常难溶或不溶的物质溶解，并且重结晶而进 行无机合成与材料处理的一种有效方法。
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产物Pd/C的XRD图（左）和Raman光谱（右）
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产物Pd/C的XPS图谱(左) 和FT-IR图谱(右)
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（a,b）为低倍数(c,d)为高分辨的TEM像,其中d的插图给出了Pd的电 子衍射图