水热溶剂热合成学习材料-(7)-水热法的发展与应用
合集下载
第三章-水热法
标产物的范围；
页面 10
A
2020/6/5
✓ 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；
✓ 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应用的材料；
页面 7
A
2020/6/5
➢ 相应的，它不但使反应物（通常是固体）的溶 解、分散过程及化学反应活性大大增强，使得 反应能够在较低的温度下发生，而且由于体系 化学环境的特殊性，可能形成以前在常规条件 下无法得到的亚稳相。
➢ 该过程相对简单、易于控制，并且在密闭体系 中可以有效地防止有毒物质的挥发和制备对空 气敏感的前驱体和目标产物；
页面 17
A
2020/6/5
➢SCW具有特殊的溶解度、易改变的密度、较 低的粘度、较低的表面张力和较高的扩散性。
➢ SCW与非极性物质如烃类、戊烷、己烷、苯 和甲苯等有机物可完全互溶，氧气、氮气、 CO、CO2等气体也都能以任意比例溶于超临界 水中.
➢但无机物，尤其是无机盐类，在超临界水中 的溶解度很小。
页面 22
A
2020/6/5
在超临界点附近，由于温度升高使水 的密度迅速下降，导致离子积对数减小，如 450℃、25MPa时，密度约为0.1g/cm3，离子 积为10-21.6；而在远离临界点时，温度对密 度的影响较小，温度升高，离子积对数增 大，如温度1000℃、密度为1.0g/cm3时，离 子 积 又 增 加 到 10-6 。 当 温 度 1000℃ 、 密 度 2.01g/cm3 时 ， 水 将 是 高 度 导 电 的 电 解 质 溶 液。
水热和溶剂热法
机化合物以及特种凝聚态材料，如超微粒、溶胶与凝胶、非晶态、无机膜、单晶等合成的越来越重要的途径。
水热合成与其它合成法的差别：
• 利用水热法合成出来的粉末一般结晶度非常高，并且通过优化 合成条件可以不含有任何结晶水。
• 它同其他的溶液法粉末合成技术相比，例如溶胶一凝胶（sol－ gel）法以及化学沉淀法，具有明显的区别：从合成条件来说， 主要区别在于它们的合成温度和压力明显不同。水热法的温度 范围一般在100～374℃（水的临界温度）之间，压力从环境压 力到 21.7 Mpa（水的临界压力）。不需煅烧可直接获得粉体， 相比之下，溶胶一凝胶和化学沉淀法一般都需要600℃以上煅 烧才能得到陶瓷粉末。
• 这一类合成方法有时也被称为水热反应合成，以区别普通的仅 仅是溶质再结晶过程的水热合成。不过它们的界限经常非常模 糊。
水热法合成的主要驱动力
• 水热法合成陶瓷粉末的主要驱动力是氧化物在不同状态下溶解 度的不同。
例如普通的氧化物粉末（有较高的晶体缺陷密度）、无 定型氧化物粉末、氢氧化物粉末、溶胶－凝胶粉末等在溶剂中 的溶解度一般比高结晶度、低缺陷密度的粉末溶解度大。在水 热反应的升温升压过程中，前者的溶解度不断增加，当达到一 定的浓度时，就会沉淀出后者。
• 因此水热法粉末合成的过程实质上就是一个溶解／再结晶的过 程。
分类
研究表明这些沸石的生成是通过硅酸盐物种围绕有机阳离子聚合并生成三维结构的。
,且2反00应2,后14需(2等1按)高, 1温压53釜度7完-1划5全4冷0分. 却：后才可打开，以防压力突然释放，热液外溅造成危险。 人但工这水 并晶不、是刚说• 玉在如、中方性按解或水石酸、性热红溶与锌液矿中溶、就剂蓝无石法热棉进反等行应上水百热进种合行以成上。的晶温体的度生来长都划已分经发，展可到分工业为化亚的规临模界。 和 超 临 界 合 成 反 应 。 图水3热-1法7的所温得度同• 范心在围纳一米较般电低在缆1的的0S0温E～M3度和74T℃范E（M围照水片的( 1临0界0温～度）2之4 0间℃，压) 力属从于环亚境压临力界到 2合1. 成 高水含量的沸• 石如一般果要是求低在温高合成温，高而低压水条含件量的下沸，石一作般为要求反高应温合介成质。的 水 在超 临 界 状 态 下， 利 用 水 和 反应 物 在 高 温 高压 ( 1 00 0 ℃ ， 0 .3 G Pa) 1p4H0升-1高80会ºC缩下短2成4水小核时时热间条，件加快下晶的化速特度殊，但性同质时会进降行低产的率合。成 为 超 临 界 合 成 反 应 。
水热合成与其它合成法的差别：
• 利用水热法合成出来的粉末一般结晶度非常高，并且通过优化 合成条件可以不含有任何结晶水。
• 它同其他的溶液法粉末合成技术相比，例如溶胶一凝胶（sol－ gel）法以及化学沉淀法，具有明显的区别：从合成条件来说， 主要区别在于它们的合成温度和压力明显不同。水热法的温度 范围一般在100～374℃（水的临界温度）之间，压力从环境压 力到 21.7 Mpa（水的临界压力）。不需煅烧可直接获得粉体， 相比之下，溶胶一凝胶和化学沉淀法一般都需要600℃以上煅 烧才能得到陶瓷粉末。
• 这一类合成方法有时也被称为水热反应合成，以区别普通的仅 仅是溶质再结晶过程的水热合成。不过它们的界限经常非常模 糊。
水热法合成的主要驱动力
• 水热法合成陶瓷粉末的主要驱动力是氧化物在不同状态下溶解 度的不同。
例如普通的氧化物粉末（有较高的晶体缺陷密度）、无 定型氧化物粉末、氢氧化物粉末、溶胶－凝胶粉末等在溶剂中 的溶解度一般比高结晶度、低缺陷密度的粉末溶解度大。在水 热反应的升温升压过程中，前者的溶解度不断增加，当达到一 定的浓度时，就会沉淀出后者。
• 因此水热法粉末合成的过程实质上就是一个溶解／再结晶的过 程。
分类
研究表明这些沸石的生成是通过硅酸盐物种围绕有机阳离子聚合并生成三维结构的。
,且2反00应2,后14需(2等1按)高, 1温压53釜度7完-1划5全4冷0分. 却：后才可打开，以防压力突然释放，热液外溅造成危险。 人但工这水 并晶不、是刚说• 玉在如、中方性按解或水石酸、性热红溶与锌液矿中溶、就剂蓝无石法热棉进反等行应上水百热进种合行以成上。的晶温体的度生来长都划已分经发，展可到分工业为化亚的规临模界。 和 超 临 界 合 成 反 应 。 图水3热-1法7的所温得度同• 范心在围纳一米较般电低在缆1的的0S0温E～M3度和74T℃范E（M围照水片的( 1临0界0温～度）2之4 0间℃，压) 力属从于环亚境压临力界到 2合1. 成 高水含量的沸• 石如一般果要是求低在温高合成温，高而低压水条含件量的下沸，石一作般为要求反高应温合介成质。的 水 在超 临 界 状 态 下， 利 用 水 和 反应 物 在 高 温 高压 ( 1 00 0 ℃ ， 0 .3 G Pa) 1p4H0升-1高80会ºC缩下短2成4水小核时时热间条，件加快下晶的化速特度殊，但性同质时会进降行低产的率合。成 为 超 临 界 合 成 反 应 。
第五章 水热和溶剂热合成
5.1 水热与溶剂热合成基础 5.2 水热与溶剂热体系的成核与晶体生长 5.3 功能材料的水热与溶剂热合成 5.4 水热条件下的海底：生命的摇篮？ 5.5 超临界水—新型的反应体系 5.6 水热与溶剂热合成技术
§ 5.1 水热与溶剂热合成基础
5.1.1 基本概念
水热法 (Hydrothermal Synthesis) ➢ 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
③ 能够生成低熔点化合物、高蒸气压且不能在 融体中生成的物质、高温分解相。
④ 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晶体的粒度。
⑤ 有利于低价态、中间价态与特殊价态化台物 的生成，并能均匀地进行掺杂。
5.1.3 反应的基本类型（15类）
(1) 合成反应
通过数种组分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。 例如：
D、密度随温度升高而降低，压力升高而增加
1000℃ ，15～20GPa，d=1.7~1.9g/cm3 ,若完全离解 ，相当于熔融盐。
反应压强与反应容器中原始溶剂的填充度有 关。反应混合物占密闭反应釜空间的体积分 数称为填充度。
➢ 反应温度在 500 ℃以下，
➢ 通常填充度为 50%~80% ,
提交
单选题 1分
此题未设置答案，请点击右侧设置按钮
与教室授课相比，你认为雨课堂授课效果怎么样？
A 更好 B 相同 C 差一点 D 差很多
提交
主观题 10分 写下你对本课程雨课堂授课最满意和不满意的地方。
正常使用主观题需2.0以上版本雨课堂
作答
水热与溶剂热合成是无机合成化学的一个 重要分支。
§ 5.1 水热与溶剂热合成基础
5.1.1 基本概念
水热法 (Hydrothermal Synthesis) ➢ 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
③ 能够生成低熔点化合物、高蒸气压且不能在 融体中生成的物质、高温分解相。
④ 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晶体的粒度。
⑤ 有利于低价态、中间价态与特殊价态化台物 的生成，并能均匀地进行掺杂。
5.1.3 反应的基本类型（15类）
(1) 合成反应
通过数种组分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。 例如：
D、密度随温度升高而降低，压力升高而增加
1000℃ ，15～20GPa，d=1.7~1.9g/cm3 ,若完全离解 ，相当于熔融盐。
反应压强与反应容器中原始溶剂的填充度有 关。反应混合物占密闭反应釜空间的体积分 数称为填充度。
➢ 反应温度在 500 ℃以下，
➢ 通常填充度为 50%~80% ,
提交
单选题 1分
此题未设置答案，请点击右侧设置按钮
与教室授课相比，你认为雨课堂授课效果怎么样？
A 更好 B 相同 C 差一点 D 差很多
提交
主观题 10分 写下你对本课程雨课堂授课最满意和不满意的地方。
正常使用主观题需2.0以上版本雨课堂
作答
水热与溶剂热合成是无机合成化学的一个 重要分支。
水热法的发展与应用
水热法的发展与应用水热法，也称为水热合成法，是一种在高温高压水环境下进行化学反应的方法。
它以水作为溶剂和反应介质，利用水的特殊性质，在高温高压下加速反应速率，并改变反应产物的物相和晶体结构。
水热法广泛应用于材料科学、化学合成、生物科学等领域，并取得了很多重要的研究成果和实际应用。
水热法最早起源于19世纪末的地质学领域。
当时科学家们发现，在地壳深部的高温高压环境下，岩石和矿石会发生化学反应，并形成新的矿物。
为了模拟这种地质过程，并研究天然矿物的形成机制，科学家开始使用高温高压水环境进行实验。
随着实验技术的发展，水热法逐渐成为一种独特而有效的实验方法，并在科学研究中得到广泛应用。
水热法的应用在材料科学领域特别突出。
在水热条件下，许多材料的物相和晶体结构都会发生变化，从而改变材料的性能和特性。
科学家们利用水热法可以制备出具有特殊物理和化学性质的材料，例如金属氧化物纳米晶、有机-无机杂化材料、金属-有机框架材料等。
这些材料在催化、传感、电子器件等领域具有广泛的应用前景。
水热法还被广泛应用于化学合成领域。
由于水热环境对于许多化学反应的加速作用，科学家们可以利用水热法实现一些传统合成方法无法实现的化学转化。
例如，许多有机化合物在水热条件下可以发生氧化、还原、烷基化等反应，从而合成出一些有机合成的重要中间体和目标化合物。
此外，水热法还可以用于催化剂的制备、有机废水的处理等实际应用。
除了材料科学和化学合成领域，水热法还在生物科学中发挥着重要作用。
由于水热环境对于生物分子的溶解、水解和聚合等反应具有特殊影响，研究人员可以利用水热法模拟和研究生物大分子的结构和功能。
此外，由于水热条件对于微生物的生存有一定的限制，水热法还可以用于探索极端环境下的生命起源和进化问题，并研究新型生物资源的开发和利用。
总之，水热法是一种重要的实验方法，在材料科学、化学合成、生物科学等领域具有广泛应用。
随着实验技术的不断发展和完善，相信水热法将会在更多领域中发挥重要作用，并取得更多令人瞩目的研究成果和实际应用。
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）。
水热法的发展与应用
Your site here
LOGO
Oxide Nanomaterials: Synthetic Developments, Mechanistic Studies, and Technological Innovations . Angew. Chem. Int. Ed. 2010, 49, 2–36.
所得产物的TEM照片：(a)三臂，(b)包括二臂、三臂、 照片： 三臂 三臂， 包括二臂 三臂、 包括二臂、 图 所得产物的 照片 四臂等多臂和(c)SEM照片 四臂等多臂和 照片 Adv. Mater., 2002, 14(21), 1537-1540.
Your site here
LOGO
图 不同碱度下所得稀土氢氧化物纳米晶的 TEM照片：(a) Sc(OH)3纳米片 照片： 纳米片(pH = 6-7)，(b) 照片 ， Sc(OH)3纳米线 纳米线(pH = 9-10)，(c) Sc(OH)3纳米 ， 纳米线(pH = 棒(KOH, 5mol/L)；(d) Gd(OH)3纳米线 ； 7)， (e) Gd(OH)3纳米棒 纳米棒(KOH, 5mol/L) ，
按反应温度进行分类 按反应温度进行分类
水热反应则可分为低温水热法和超临界水热法。低温水热法所用 温度范围一般在100-250℃。相比较而言，这类低温水热合成反 应更加受到人们的青睐，一方面因为可以得到处于非热力学平衡 状态的亚稳相物质；另一方面，由于反应温度较低，更适合于工 业化生产和实验室操作。超临界水热合成是指利用作为反应介质 的水在超临界状态（即临界温度374℃，临界压强22.1MPa 以 上条件时）下的性质和反应物在高温高压水热条件下的特殊性质 进行合成反应。
V01．22．NO．3.May，2007
第三章-水热法ppt课件
页面 15
完整版课件
2021/4/11
P 固
B 超临界 流体
液
C
A 气
O
T
图 2.2 超临界流体相图
页面 16
完整版课件
2021/4/11
超临界水(SCW)是指温度和压力分别高于其临 界温度(647K)和临界压力(22.1MPa)，而密度 高于其临界密度(0.32g/cm3)的水。
页面 14
完整版课件
2021/4/11
超临界流体拥有一般溶剂所不具备的很多重要 特性。SCF的密度、溶剂化能力、粘度、介电常数 、扩散系数等物理化学性质随温度和压力的变化 十分敏感，即在不改变化学组成的情况下，其性 质可由压力来连续调节。能被用作SCF溶剂的物质 很多，如二氧化碳、水、一氧化氮、乙烷、庚烷 、氨等。超临界流体相图，如图2.2。
• 复 合 氧 化 物 ： BaFe12O19 、 BaZrO3 、 CaSiO3 、 PbTiO3、LaFeO3、LaCrO3、NaZrP3O12等；
页面 5
完整版课件
2021/4/11
• 羟基化合物、羟基金属粉：Ca10(PO4)6(OH)2、 羟基铁、羟基镍；
• 复合材料粉体：ZrO2-C、ZrO2-CaSiO3、TiO2C、TiO2-Al2O3等。
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；
页面 10
完整版课件
2021/4/11
✓ 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；
✓ 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应用的材料；
材料合成与制备 第2章 水热与溶剂合成
的晶核稳定条件下，通过晶核生长、发育才能长成比较完整的晶体。 在晶体生长初期，溶液中形成许多大小不等,与结晶结构类似的基 元团,这种基元团并不稳定,成为晶胚；晶胚不断吸收溶液中的溶质 原子而长大，形成具有一定临界大小的晶核，继而发育成完整的晶 体，这就是成核过程，是系统Gibbs自由能降低的过程。
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。
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。
材料的制备方法-水热溶剂热法
(1) 离子间反应加速
(2) 粘度、密度、表面张力变低 (3) 热扩散系数变高 (4) 蒸气压变高
(2) 水解反应加速 (3) 氧化还原电势改变
(1) 离子积变高
水的电离：
C(H+)·C(OH-)=KW, 其中KW称作水的离子积常数。
温度/度 25 100
1000 1000
压力 0.1MPa 0.1MPa
29
小结
(1) 高温高压环境、溶剂性质改变、反应加速。 (2) 操作简单、可制备丰富多彩的材料。 (3) 既可以制备材料，又可以组装材料。
Thank you ！
9
2. 溶剂热法的发展
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。
到目前为止，溶剂热合成法已得到很快的发展，并在材料
制备中具有越来越重要的作用。
钱逸泰院士
10
3. 方法原理
水的变化
对反应的影响
(1) 离子积变高
(3) 热扩散系数变高
热扩散系数：反映温度不均匀的物体中温度均匀化速度 的物理量。
水热条件下水的热扩散系数比其在常温常压下有较大的增 加，这使得水热溶液比常温常压下的水溶液具有更大的对 流驱动力。
(4) 蒸气压变高
压力的作用在于通过增加分子间碰撞的机会而加快反应， 高压对原子外层电子具有解离作用，促进氧化反应。
• 2011年，全球消费5050亿个铝易拉罐。 熔盐电解法制取金属铝。
引言
合成 方法
实际
材料
问题
方案
应用
材料的制备方法
液相法
水热溶剂热法 液相沉淀法
熔盐法
7.水热与溶剂热
10
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，
如III-V族半导体化合物、氮化物、硫族化合物、 新型磷（砷）酸盐分子筛三维骨架结构等。
如：200 ℃以下，Zr 与H2O不发生反应，250 ℃以上发生反应 ，300 ℃反应产物主要是ZrO2 、ZrH4 和未反应完的Zr等。 400 ℃以上，ZrH4 分解，最终得到纯单斜ZrO2。
(2)沉淀反应
生成沉淀得到新化合物的反应
例如
KF + MnCl2 KMnF3 KF + CoCl2 KCoF3
从籽晶培养大单晶
例如SiO2单晶的生长，反应条件为0.5mol/LNaOH、温度梯度 410~300℃、压力120MPa、生长速率1~2mm/d；若在 0.25mol/L Na2CO3中，则温度梯度为400~370℃、装满度为70 ％、生长速率1~2.5mm/d。
(5)提取反应 从化合物(或矿物)中提取金属的反应
例如 钾矿石中钾的水热提取 重灰石中钨的水热提取
6.热处理反应
利用水热条件处理一般
晶体而得到具有特定性 晶体的反应。
例如：人工氟石棉人工氟云母
利用水热条件下物质热
力学和动力学稳定性差 异进行的反应。
7.转晶反应
例如：良石高岭石; 橄榄石蛇纹石; NaA沸石NaS沸石
25
“原位结晶”机制
当选用常温常压下不可溶的固体粉末，凝胶或 沉淀为前驱物时，如果前驱物和晶相的溶解度相 差不是很大时，或者“溶解-结晶”的动力学速 度过慢，则前驱物可以经过脱去羟基（或脱 水），原子原位重排而转变为结晶态。
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，
如III-V族半导体化合物、氮化物、硫族化合物、 新型磷（砷）酸盐分子筛三维骨架结构等。
如：200 ℃以下，Zr 与H2O不发生反应，250 ℃以上发生反应 ，300 ℃反应产物主要是ZrO2 、ZrH4 和未反应完的Zr等。 400 ℃以上，ZrH4 分解，最终得到纯单斜ZrO2。
(2)沉淀反应
生成沉淀得到新化合物的反应
例如
KF + MnCl2 KMnF3 KF + CoCl2 KCoF3
从籽晶培养大单晶
例如SiO2单晶的生长，反应条件为0.5mol/LNaOH、温度梯度 410~300℃、压力120MPa、生长速率1~2mm/d；若在 0.25mol/L Na2CO3中，则温度梯度为400~370℃、装满度为70 ％、生长速率1~2.5mm/d。
(5)提取反应 从化合物(或矿物)中提取金属的反应
例如 钾矿石中钾的水热提取 重灰石中钨的水热提取
6.热处理反应
利用水热条件处理一般
晶体而得到具有特定性 晶体的反应。
例如：人工氟石棉人工氟云母
利用水热条件下物质热
力学和动力学稳定性差 异进行的反应。
7.转晶反应
例如：良石高岭石; 橄榄石蛇纹石; NaA沸石NaS沸石
25
“原位结晶”机制
当选用常温常压下不可溶的固体粉末，凝胶或 沉淀为前驱物时，如果前驱物和晶相的溶解度相 差不是很大时，或者“溶解-结晶”的动力学速 度过慢，则前驱物可以经过脱去羟基（或脱 水），原子原位重排而转变为结晶态。
水热与溶剂热合成技术在无机合成中的应用
水热与溶剂热合成技术在无机合成中的应用一、引子：技术背后的神奇力量大家都知道，化学这个学科其实挺神奇的，尤其是在材料科学领域里，水热和溶剂热合成技术就是两颗璀璨的明星，光芒四射。
你是不是觉得这两个名字听上去有点儿高大上？水热、溶剂热，咋听就像是一些复杂的高科技手段，其实它们的本质非常简单，就是利用“热”和“溶剂”这两个简单的东西，通过一些“魔法”般的操作，帮助我们合成出各种无机材料。
你想想，你用水加热溶解东西，也不过是热水泡面嘛，只不过人家在做的不是面条，而是高科技材料。
这一“水”和“溶剂”的组合，能在高温高压环境下，化学反应达到常规方法无法企及的效果。
厉害吧！二、水热合成技术的魔法世界1.水热合成，这个名字听起来就像是煮一锅“神奇汤”一样。
其实它的原理就是利用高温高压的水环境来合成无机材料。
你别看水热，咱们日常生活中随便一杯热水就能泡茶，但在特定的条件下，水的能力可是超乎寻常的。
在封闭的密闭反应釜里，水在高温高压下成了化学反应的催化剂，它可以把各种化学物质溶解并加速反应。
你就想想，这种环境下，不同的离子、分子在水中翻滚、碰撞，最终慢慢地排列成我们需要的晶体结构。
哇，那感觉就像一场美丽的化学舞会，所有的分子都跳起了优雅的舞蹈，最终在节奏中找到了自己的位置。
2.水热合成不光是一个科学过程，更是一个考验耐心的过程。
你得给它时间，给它温度，给它足够的压力，它才能像炼金术士一样，变废为宝，做出各种“宝贝”。
想要合成钛酸钡、锆钛矿这些无机材料，水热合成简直是个“神器”。
我们平时接触的很多光电材料、催化剂材料、磁性材料，背后都有它的身影。
你看那些超级炫酷的电池、光电器件，没准儿它们就是通过水热合成技艺一点点“煮”出来的呢。
3.你知道吗，水热合成其实并不难，难的是如何控制条件才能让材料在理想的状态下形成。
反应釜的温度、压力、时间，甚至是溶液的pH值，都会影响最终的结果。
这就像是做菜，一不小心火候掌握不好，整锅菜就做砸了。
《水热与溶剂热合成》课件
在化学中的应用
01
02
03
合成有机分子
水热与溶剂热合成可用于 合成有机分子，如药物分 子、染料分子等。
合成无机纳米材料
利用水热与溶剂热合成技 术，可以制备各种无机纳 米材料，如金属纳米粒子 、氧化物纳米粒子等。
合成功能性配合物
通过水热与溶剂热合成， 可以制备具有特殊功能的 配合物，如荧光配合物、 电致变色配合物等。
。
反应机制与动力学研究
02
深入了解水热与溶剂热合成的反应机制和动力学过程，为优化
反应条件提供理论支持。
新型合成方法的开发
03
结合其他合成方法，如微波合成、超声合成等，开发出更高效
、环保的水热与溶剂热合成方法。
新的应用领域探索
新材料的合成
利用水热与溶剂热合成方法探索合成具有特殊性能和功能的新材 料。
溶剂热合成是指在密封的压力容器中，以有机溶剂为反应介 质，在一定的温度和压力条件下进行的化学反应过程。
详细描述
溶剂热合成利用高温高压的有机溶剂作为反应介质，使物质 在高温高压下发生化学反应，从而合成所需的物质。溶剂热 合成具有反应温度高、压力大、反应条件温和、产物纯净等 优点。
水热与溶剂热合成的基本原理
水热合成的定义
总结词
水热合成是指在密封的压力容器中，以水为溶剂，在一定的温度和压力条件下 进行的化学反应过程。
详细描述
水热合成利用高温高压的水环境作为反应介质，使物质在高温高压下发生化学 反应，从而合成所需的物质。水热合成具有反应温度高、压力大、反应条件温 和、产物纯净等优点。
溶剂热合成的定义
总结词
04
对未来学习的建议
建议1
深入学习相关理论，掌握基本 概念和原理
水热法的应用与发展
水热法的应用与发展一、本文概述1、水热法的定义与基本原理水热法，也称为水热合成法或水热处理技术，是一种利用高温高压水溶液环境进行化学反应和材料合成的方法。
该方法起源于地质学中关于矿物形成的研究，后逐渐发展并应用于材料科学领域。
水热法的基本原理在于，当水在密闭环境中被加热至临界点以上时，其物理和化学性质会发生显著变化，如密度降低、离子积增大、溶解度提高等，这些变化为化学反应和材料合成提供了独特的条件。
在水热反应中，水既是溶剂又是传递压力的媒介，同时也是化学反应的参与者或催化剂。
通过控制反应温度、压力、溶液组成、pH值等因素，可以实现对反应过程的有效调控，从而合成出具有特定组成、结构和性能的材料。
水热法还具有设备简单、能耗低、原料来源广泛、环境友好等优点，因此在新能源、环保、化工等领域具有广泛的应用前景。
随着科学技术的不断发展，水热法的研究和应用也在不断深入。
例如，通过引入模板剂、表面活性剂等手段，可以实现材料形貌和结构的精确调控；通过与其他合成方法相结合，可以拓展水热法的应用范围和提高合成效率。
未来，随着对水热法反应机理和合成规律的深入研究，以及新型反应器和技术的不断开发，水热法将在材料科学领域发挥更大的作用，为人类社会的可持续发展做出更大贡献。
2、水热法的发展历程及重要性水热法，作为一种在特定温度和压力条件下，利用水溶液中的化学反应来合成材料的方法，自其诞生以来，在材料科学领域就扮演了举足轻重的角色。
其发展历程可追溯至19世纪中叶，当时科学家们开始探索高温高压环境下，水溶液中的无机化学反应。
然而，受限于当时的技术条件，水热法的研究进展缓慢。
直到20世纪初，随着高温高压实验技术的突破，水热法开始展现出其独特的优势和应用潜力。
研究者们发现，通过精确控制反应条件，水热法能够合成出一系列在常规条件下难以获得的材料，如氧化物、硫化物、氮化物等。
这些材料在催化、电子、光学等领域有着广泛的应用前景。
进入21世纪，随着科学技术的飞速发展，水热法的研究和应用迎来了新的高峰。
第三章-水热法PPT课件
-
2021/2/3
与水热法相比，溶剂热法具有以下优点：
✓ 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；
✓ 非水溶剂的采用使得溶剂热法可选择原料的
范围大大扩大，比如氟化物，氮化物，硫化
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
工艺条件，制备方法，设备加工要求都简单易 行，能量消耗相对较低；
产品微粒的粒径可以通过控制反应的过程参数 加以有效控制，便捷易行。参数不同，可以得到 不同粒径大小和分布范围的超细颗粒，并且微粒 粒径分布范围较窄；
页面 29
-
2021/2/3
该技术利用了超临界流体良好的物化性质，整 个实验过程无有机溶剂的参与，环保性能良好， 是可持续发展的“绿色化学”；
页面 25
-
2021/2/3
超临界水分子的扩散系数比普通水高10~100倍， 使它的运动速度和分离过程的传质速率大幅度提 高，因而有较好的流动性、渗透性和传递性能， 利于传质和热交换。
总体来看，水在超临界区的行为更像一个中 等极性的有机溶剂，许多在常温常压下不溶的有 机物和气体在超临界水中都有较好的溶解度，有 的可增加几个数量级，像氧气等甚至可与超临界 水无限混溶，这就为超临界水的应用开辟了广阔 的道路。
标产物的范围；
页面 10
-
2021/2/3
✓ 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；
✓ 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应用的材料；
水热溶剂热合成法
水热溶剂热合成法
水热溶剂热合成法（Hydrothermal Solvothermal Synthesis）是一种在高压高温水溶液中进行化学反应合成材料的方法。
这种方法通常使用溶剂，如水、乙醇和氯化氢等，将反应物溶解于其中，并放入高压的反应釜中，在特定的温度和压力下进行反应，最终得到所需的产物。
水热溶剂热合成法的优点包括简单易行、反应速度较快、产物的纯度和晶体度较高等。
此外，水热溶剂热合成法还具有可控制性，可以通过调节反应温度、压力和溶剂等条件来控制合成产物的形貌、大小、晶体结构、晶面形貌等性质。
由于这种方法在生产能源材料、纳米材料和生物材料等领域中具有广泛的应用前景，因此在化学合成领域中得到了广泛的应用和发展。
第2章 水热与溶剂热合成
度410~300℃、压力120MPa、生长速率1~2mm/d；若在 0.25mol/L Na2CO3中，则温度梯度为400~370℃、装满度为70 ％、生长速率1~2.5mm/d。
11、离子交换反应 例如 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-。
21
二、水热与溶剂热反应的基本类型
2、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)
3、氧化反应 金属和高易于控制产物晶体的粒度；
通过控制反应气氛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。 应用非平衡热力学研究合成化学问题
水热与溶剂热合成的密闭条件有利于进行对人体健康有害的有毒反应，并能减少环境污
染。 水热与溶剂热化学的可操作性和可调变性使之成为合成化学与合成材料的的物理性质之
第
2
章
水热与溶剂热合成
2.1 水热与溶剂热合成方法的发展
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
5
2.2 水热与溶剂热合成方法原理
一、水热与溶剂热合成方法的概念
溶剂热法优点（与水热法相比）：
（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）非水溶剂的采用使得溶剂热法可选择原料范围大大扩大； （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； （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应用的材料； （5）非水溶剂本身的特性有助于认识化学反应的实质与晶体生长 的特性。
11、离子交换反应 例如 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-。
21
二、水热与溶剂热反应的基本类型
2、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)
3、氧化反应 金属和高易于控制产物晶体的粒度；
通过控制反应气氛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。 应用非平衡热力学研究合成化学问题
水热与溶剂热合成的密闭条件有利于进行对人体健康有害的有毒反应，并能减少环境污
染。 水热与溶剂热化学的可操作性和可调变性使之成为合成化学与合成材料的的物理性质之
第
2
章
水热与溶剂热合成
2.1 水热与溶剂热合成方法的发展
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
5
2.2 水热与溶剂热合成方法原理
一、水热与溶剂热合成方法的概念
溶剂热法优点（与水热法相比）：
（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）非水溶剂的采用使得溶剂热法可选择原料范围大大扩大； （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； （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应用的材料； （5）非水溶剂本身的特性有助于认识化学反应的实质与晶体生长 的特性。
水热溶剂热全解
简易高压反应釜实物图
带搅拌高压反应釜装置图
工艺流程
釜式
混合搅拌
取 釜 干燥
工艺流程
管式
反应物料选择 确定物料配方 优化配料序
连续泵入反应管
确定反应条件
混料搅拌
产物分离干燥
表征
水热法局限性
该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族化物的制备与处理， 而对其他一些对水敏感（与水反应、水解、 分解或不稳定）的化合物如磷（砷）酸盐 分子筛三维骨架结构材料的制备与处理就 不太适用。
3）能够使低熔点化合物、高蒸汽压且不能在熔 体中生成的物质、高温分解相在水热和溶剂热低 温条件下晶化生成。 4）水热和溶剂热的相对低温、等压、溶液条件， 有利于生长极少缺陷、取向好、完美的晶体，产 物结晶度高，而且易于控制产物晶体的粒度。 5）水热和溶剂热条件下的环境气氛易于调节(隔 绝空气)，因此易于制得低价态、中间价态和特 殊价态的化合物，还能够进行均匀地掺杂。
高压反应釜的分类
（1）按密封方式分类：自紧式高压釜，外紧式高压釜； （2）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； （3）按压强产生方式分类：内压釜（靠釜内介质加温形 成压强，根据介质填充度可计算其压强），外压釜（压 强由釜外加入并控制）； （4）按加热方式分类：外热高压釜（在釜体外部加热）， 内热高压釜（在釜体内部安装加热电炉）； （5）按实验体系分类：高压釜（用于封闭体系的实验）， 流动反应器和扩散反应器（用于开放系统的实验，能在 高温高压下使溶液缓慢地连续通过反应器，可随时提取 反应液）。
按反应温度分类 中温中压：100-240 ℃，1-20MPa 高温高压： 大于240 ℃，大于20MPa
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
反应机理问题
反应安全性问题
缺点
成本高
科 大
水
热
安全性 能差
溶
Your site here
剂
热
合
度大
成
群
技术难
LOGO
水热反应的应用
制备纳米金属氧化物
制备碳纳米材料
科 大
水
热
溶
Your site here
剂
热
制备纳米金属材料
其他材料
合
成
群
LOGO
1.金属氧化物纳米结构
主要有：TiO2, ZnO, CeO2, ZrO2, CuO, Al2O3, Dy2O3, In2O3, Co3O4, NiO等
水
热
Fig. TEM images of BaTiO3 nanoparticles at 400 C and 30 Mpa (a) flow type reactor and (b) batch type reactor
溶
Your site here
剂
热
合
成
群
LOGO
（2）FeOOH
Zhanghui，Journal of Inorganic Materials，V01．22．No．2，Mar．2007
合 科 大 水 热 溶
Your site here
剂
热
成
群
LOGO
水热法的优势
(5)水热法工艺较为简单，不需要高温灼烧处理，可直 接得到结晶完好、粒度分布窄的粉体，且产物分散性 良好，无须研磨，避免了由研磨而造成的结构缺陷和 引入的杂质。 (6)水热过程中的反应温度、压强、处理时间以及溶媒 的成分、pH 值、所用前驱物的种类及浓度等对反应 速率、生成物的晶型，颗粒尺寸和形貌等有很大影响， 可以通过控制上述实验参数达到对产物性能的“剪裁”。
水
热
图 不同碱度下所得稀土氢氧化物纳米晶的 TEM照片：(a) Sc(OH)3纳米片(pH = 6-7)，(b) Sc(OH)3纳米线(pH = 9-10)，(c) Sc(OH)3纳米 棒(KOH, 5mol/L)；(d) Gd(OH)3纳米线(pH = 7)， (e) Gd(OH)3纳米棒(KOH, 5mol/L)
成 科 大 水 热 溶
Your site here
剂
热
合
群
LOGO
水热反应的影响因素
温度的影响
前驱物浓度的影 响
压强的影响
水热反应的影响因素
反应时间的影响
群 科 大 水 热
Your site here
溶
剂
热
PH值的影响
杂质的影响
合
成
LOGO
水热反应发展存在的问题
无法观 察生长 过程，
1
2
不直观
设备要 求高
剂
热
合
成
群
LOGO
3.纳米碳材料 — 碳纳米管、碳球、石墨、金刚石等
例 碳球
Figure. SEM microphotographs of the hydrochar microspheres obtained by hydrothermal carbonization of glucose. a) Glucose(0.5M) hydrothermally carbonized at 170oC for 4.5 h (HC-G1). b) Glucose (0.5M) hydrothermally carbonized at 230 oC for 4.5 h (HCG5). c) Glucose (0.5M) hydrothermally carbonized at 170 oC for 15 h(HC-G6). d) Glucose (1.0M) hydrothermally carbonized at 240 oC for 0.5 h(HC-G10). Your site here
科 大
水
热
溶
剂
热
合
成
群
LOGO
4.其他材料
（1）羟基磷灰石
科 大
Hydrothermal technology for nanotechnology K. B, T. A, Progress in Crystal Growth and Characterization of Materials 53 (2007) 117-166
合
成
群
LOGO
例 ZnO
2(a)中纳米棒显示螺旋向上生长，棒 平均直径较大，上细下粗，顶部呈 尖状，取向性好；
2(b)中纳米棒具有光滑的表面，平均 直径较小(30—70nm)，顶部呈正六 边形，也是上细下粗； 2(c)中纳米棒表面光滑，呈大小均匀 的六棱柱结构，直径约80nm，取向 性好．
(d)是与2(b)图对应的ZnO阵列的截面扫 描图像，纳米棒垂直TCO基底定向生 长，取向基一致，呈阵列形式，并且 棒与棒之间分立有序．
Hydrothermal technology for nanotechnology K. B, T. A,Progress in Crystal Growth and Characterization of Materials 53 (2007) 117-166
水
热
溶
Your site here
Fig. TEM images of Ag dendrites
科 大
水
V01．22．NO．3.May，2007
热
Li bi hui，Journal of Inorganic Materials，
Your site here
溶
剂
热
合
成
群
LOGO
图 110° C不同配体 时所得ZnO纳米晶的代 表性SEM和TEM照片。
(a), (b)甲胺，(c), (d)乙
合
胺，(e), (f)丙胺，(g)丁 胺
科 大
Hale Waihona Puke 水热溶剂
Your site here
热
合
成
群
LOGO
水热反应的分类
按设备的差异进行分类 水热法又可分为“普通水热法”和 “特殊水热法”。 所谓“特殊水热法”指在水热条件 反应体系上再添加其他作用力场， 如直流电场、磁场(采用非铁电 材料制作的高压釜)、微波电磁 场等
成 科 大 水 热 溶
Chem. Mater., 2006, 18, 4473-4477
科 大
水
热
溶
剂
Your site here
热
成
群
LOGO
2.金属纳米结构
主要有： 贵金属(Au, Ag, Pt,……) 过渡金属( Co, Ni，Fe) 金属合金(l FePt, CoPt) 多层次金属(Cu/Co, Co/Pt)
科 大
科 大
水
热
溶
Your site here
剂
热
合
成
群
LOGO
科 大
Oxide Nanomaterials: Synthetic Developments, Mechanistic Studies, and Technological Innovations . Angew. Chem. Int. Ed. 2010, 49, 2–36.
热 科 大 水 热 溶
Your site here
剂
合
成
群
LOGO
水热法的分类
按研究对象和目的的不同
水热法可分为水热晶体生长、水热粉体制备、水热薄膜制备、水 热处理、水热烧结等等，分别用来生长各种单晶，制备超细、无 团聚或少团聚、结晶完好的陶瓷粉体，完成某些有机反应或对一 些危害人类生存环境的有机废弃物质进行处理，以及在相对较低 的温度下完成某些陶瓷材料的烧结[1等。
Your site here
剂
热
合
群
LOGO
水热反应合成晶体材料的一般程序
(1)按设汁要求选择反应物料并确定配方； (2)摸索配料次序，混料搅拌。 (3)装釜，封釜，加压(至指定压力)； (4)确定反应温度、时间、状态(静止或动态 晶化)； ⑸取釜，冷却(空气冷、水冷)；
(6)开釜取样；
(8)样品检测(包括进行形貌、大小、结构、 比表面积和晶形检测)及化学组成分析。
LOGO
Adv. Mater., 2002, 14(21), 1537-1540.
科 大
水
热
图 所得产物的TEM照片：(a)三臂，(b)包括二臂、三臂、 四臂等多臂和(c)SEM照片
溶
剂
Your site here
热
合
成
群
LOGO
Chem. Eur. J. 2005, 11, 2183-2195
科 大
水热法的发展与应用
科 大
水
热
溶
剂
热
合
成
群
LOGO
文献概况
科 大
水
热
溶
Your site here
检索词：hydrothermal & oxide & 2001-2011
剂
热
合
成
群
LOGO
水热法的定义
水热法，是指在特制的密闭反应器中，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，使得通常 难溶或不溶的物质溶解并重结晶而进行无机合成与材 料处理的一种有效方法。 水热法始于1845 年K.F.E.Schafhalt对矿物的实验合 成，发展至今已经有近两百年的历史，其各阶段的发 展情况如表1-1所示。