四氟乙烯为内衬的水热反应釜中
010晶面纳米氧化钛制备
制备暴露{010}晶面的二氧化钛纳米带的方法包括水热、醇辅助自组装反应、水洗和干燥等。
具体制备方法如下：
将1.5g二氧化钛粉末、1.5g苯甲醇与90ml10m氢氧化钠溶液混合均匀，然后转移至四氟乙烯内衬的水热反应釜中，置于130℃烘箱反应72h后，自然冷却至室温。
将釜内碱液倾出，然后将白色产物用含0.15m苯乙醇的0.1m盐酸溶液浸泡5h，再用0.15m 苯乙醇去离子水溶液充分洗涤即得表面苯甲醇修饰的钛酸纳米带。
将所制备的表面苯乙醇修饰的钛酸纳米带，在高纯氩气保护下，通过热辐射加热在400℃热处理3h，即得碳包覆超薄暴露(010)晶面单晶二氧化钛纳米带。
《材料化学综合实验II》实验指导书-2012-2013年第二学期-20130315
《材料化学综合实验II》实验指导书实验一 纳米二氧化钛的制备及光催化性能研究一、实验目的1. 掌握二氧化钛的溶胶-凝胶的制备方法。
2. 了解二氧化钛光催化降解污染物的原理。
3. 熟悉测定光催化性能的方法。
二、 实验原理1、溶胶-凝胶法制备二氧化钛溶胶-凝胶法是20世纪 80年代兴起的一种制备纳米粉体的湿化学方法，具有分散性好、煅烧温度低、反应易控制等优点。
制备溶胶所用的原料为钛酸丁酯(Ti(O-C 4H 9)4)、水、无水乙醇(C 2H 5OH)以及盐酸（或者醋酸、硝酸等）。
反应物为钛酸丁酯和水，分散介质为乙醇，盐酸用来调节体系的酸度防止钛离子水解过速，使钛酸丁酯在乙醇中水解生成钛酸（Ti(OH)4），钛酸脱水后即可获得TiO 2。
水解反应方程式如下。
Ti(O-C 4H 9)4+4H 2O Ti(OH)44C 4H 9OH +Ti(OH)4Ti(OH)42TiO 24H 2O+ 在后续的热处理过程中，只要控制适当的温度条件和反应时间，就可以获得不同晶型的二氧化钛。
2、二氧化钛光催化降解污染物二氧化钛作为光催化剂的代表，在太阳能光解水, 污水处理等方面有着重要的应用前景。
TiO 2有三种晶型，四方晶系的锐钛矿型、金红石型和斜方晶系的板钛型。
此外，还存在着非晶型TiO 2。
其中板钛型不稳定；金红石型禁带宽度为3ev ，表现出最高的光敏性，但因为表面电子-空穴对重新结合的较快，几乎没有光催化活性；锐钛矿禁带宽度稍大一些，为3.2ev ，在一定波长范围的紫外光辐照下能被激发，产生电子和空穴，且二者能发生分离，另外它的表面对O 2的吸附能力较强，具有较高的光催化活性。
当它受到波长小于或等于387.5nm 的光(紫外光)照射时，价带的电子就会获得光子的能量而越前至导带，形成光生电子（e -）;而价带中则相应地形成光生空穴(h +)，如图1所示。
如果把分散在溶液中的每一颗TiO 2粒子近似看成是小型短路的光电化学电池，则光电效应应产生的光生电子和空穴在电场的作用下分别迁移到TiO2表面不同的位置。
水热反应釜的正确清洗方法
水热反应釜的正确清洗方法首次清洁水热釜内胆时，在内胆中加入适量的水或碱，将水热釜手动拧紧后放入加热设备中，不要快速升温（升降温速率不超过5℃/min），且温度不可过高（一般加热到200℃即可），否则PTFE 内胆简单变形。
注意：加热过程中，从150℃开始分别保持几个小时，然后在200℃保持几个小时，最后冷却降至室温后取出。
可确保后期进行试验温度达200℃以上时，避开显现水热釜内胆变形的情况发生。
不过应当注意的还是水热反应釜的清洗，需要把握正确的清洗方法，现将水热反应釜的正确清洗方法总结如下，可供参考!一、通常操作步骤1、对于水热釜内胆内的明显固体污垢，可先用水和毛刷清理，再用毛刷和去污粉刷洗，至去掉全部可见固体污垢，再用酒精刷洗，再用丙酮刷洗，去掉有机污垢，然后洗干或烘干，干燥箱保存。
2、难于清洗的污垢可试用相应的能与污垢反应的稀酸或稀碱等溶解或加热溶解并清洗，然后依次再加水、酒精和丙酮清洗、干燥保存。
3、有机污垢，假如刷洗去不掉，可把水热釜手动拧紧然后放入加热设备加热至200℃后关掉电源停止加热冷却至室温，高温空气中可把有机物烧掉，然后依次使用水、酒精、丙酮等刷洗干净、干燥、保存即可。
二、实在清洗方法1、依据水热釜反应介质不同选择不同的清洗方法（1）水热釜的催化剂为硅体系，使用后加入适量氢氟酸或者碱加热洗涤；（2）硅金属体系的话，区分于反应时所溶解得酸，如盐酸需要用王水（浓硝酸和浓盐酸三比一比例）。
例如：使用后用高锰酸钾溶于水中，然后加入3—5ml的浓盐酸，放到水热釜中密封好，180℃水热反应5—10个小时，可以清洗干净。
2、试验室常用的水热釜内胆的清洗方式（1）用王水清洗（王水：浓硝酸和浓盐酸三比一比例）。
（2）在试验反应结束后，在内胆（水热釜配件）加入约1:5的硝酸和水的混合溶液，然后加热到180℃，维持约12个小时，这些数据仅作为参考，实际操作中混合溶液的比例、温度等可依据试验反应的实在情况而定。
水热反应釜使用过程中的危险性分析及安全评价
第50卷第122021年12月收稿日期：作者简介：摘水热压值在釜内操作关中图水热法作被广泛地应用水热反应釜目前大部分高反应釜来开展聚四氟乙烯内热反应釜结构可以创造一个般在3 MPa常压条件下无然而，焦在如何采用而忽略了水热中国科学院化反应釜高温高惨痛的教训为安全警钟。
和安全评价本文以某为例，通过事的方法分析水表法对水热反价，并依据分过程安全的合期月2021-04-30潘慧莹（1997-），水热摘 要：水热水热釜Ag/石墨烯复压值计算以及安全115～167 MPa釜内胆变形失效的操作人员安全意识关 键 词：水热中图分类号：TQ热法作为一种简单地应用于各种先进应釜（水热釜）部分高校和科研院开展水热合成实乙烯内胆和不锈钢釜结构简单、使用造一个高温（一般在以下）、密闭件下无法完成的反，目前研究人员何采用水热法合成了水热合成过程中学院化学研究所发高温高压爆炸，教训为广大科研人。
因此对在用水评价，具有重大意文以某实验室在用通过事故背景调查分析水热釜内胆变水热反应釜的使用依据分析评价结果全的合理化建议），女，辽宁省沈阳市水热反应釜潘慧（沈阳理水热釜是目前高校墨烯复合材料时，及安全检查表分析MPa之间，事故发生失效的直接原因。
全意识欠缺以及误操水热反应釜； 危险TQ052 文献标种简单、高效的材料种先进材料的合成制）是水热法的核心科研院所都选用图合成实验[1-2]，这种水不锈钢外套两部分组使用方便，正常工一般在220 ℃以下密闭的反应环境成的反应或是慢速反究人员的研究焦点绝法合成或制备出更多过程中的安全问题究所发生实验室安全，导致一名研究生科研人员拉响了水热在用水热反应釜进行重大意义。
室在用水热釜内胆受景调查与理论承压值内胆变形原因；并采的使用过程进行系价结果给出保障水热建议。
辽Liaonin沈阳市人，硕士研究生反应釜使用分析及安潘慧莹，韩兴沈阳理工大学 环境与前高校和科研院所采，发生水热釜内胆分析，找出水热釜内故发生时反应釜内压。
水热还原石墨烯
水热还原石墨烯
水热还原法是一种通过简单易得的水作为溶剂，在一定的反应条件温度和水气化产生的压强下，提供热能为动力能，在密闭的不锈钢外壳内为聚四氟乙烯材料反应釜中进行的由反应为还原组装形成产物的一种合成手段。
它是制备三维石墨烯常用的手段之一，也是氧化石墨烯还原的一种独特的合成方法，具有简单、快速和环境友好的特点，只需要一个高压釜与聚四氟乙烯衬里的容器。
在水热还原的过程中，通过控制反应的温度和时间，可以得到具有优良性能的石墨烯材料。
例如，在180℃下还原12小时的反应产物GO-HT-12h，其放电比电容为221F/g，能量密度为7.7Wh/kg，进行1000次恒电流充放电循环后，质量比电容仍然保持90%以上。
这表明，水热还原条件下制备的石墨烯电极材料作为超级电容器的电极材料具有很大的优势。
此外，水热还原还可以与其他方法相结合，以调节石墨烯材料的比表面积和层间距。
例如，利用多壁碳纳米管的直径优势将复合的石墨烯材料的层间距打开，从而控制石墨烯材料的比表面积。
这种方法为石墨烯材料与其他的碳材料和过渡金属氧化物材料的复合开辟了一条路径。
总的来说，水热还原法是一种有效的石墨烯制备方法，具有广泛的应用前景。
KBi4F13:一个具有高激光损伤阈值的中红外非线性光学材料
KBi4F13：一个具有高激光损伤阈值的中红外非线性光学材料吴奇;刘宏鸣;姜方超;孟祥高;陈兴国;杨蕾;胡章贵;秦金贵【摘要】通过KF和Bi2O3在HF的水溶液中的水热反应合成了化合物KBi4F13,首次用X-射线单晶衍射技术鉴定了它的晶体结构.对它进行了XRD、ATR-FHR、UV-Vis-NIR、TG、SHG测试.测试结果表明该化合物具有能够相位匹配的二阶非线性光学性能,其粉末倍频效应强度约为KDP的一半;粉末激光损伤阈值为120 MW·cm-2,远远高于同等条件下测试的商品化红外非线性光学材料AgGaS2的粉末激光损伤阈值(5 MW· cm-2);粉末的红外吸收边可达20 μm;热分解温度为220℃.以上结果表明该物是有潜在应用价值的具有高激光损伤阈值的中红外非线性光学晶体材料.【期刊名称】《无机化学学报》【年(卷),期】2015(031)009【总页数】6页(P1875-1880)【关键词】含Bi卤化物;单晶结构;非线性光学材料;激光损伤阈值;中红外波段【作者】吴奇;刘宏鸣;姜方超;孟祥高;陈兴国;杨蕾;胡章贵;秦金贵【作者单位】武汉大学化学与分子科学学院,武汉430072;武汉大学化学与分子科学学院,武汉430072;武汉大学化学与分子科学学院,武汉430072;华中师范大学化学学院,武汉430079;武汉大学化学与分子科学学院,武汉430072;中国科学院理化技术研究所,北京 100190;中国科学院理化技术研究所,北京 100190;武汉大学化学与分子科学学院,武汉430072【正文语种】中文【中图分类】O614.113;O614.53+2;O613.41;TB34目前，商品化的中红外波段的非线性光学晶体材料主要是黄铜矿类的硫属化合物，主要有AgGaS2[1]和AgGaSe2[2]和ZnGeP2[3]等。
这些硫属类材料的优点是非线性光学系数很大，但缺点是带隙很小，从而导致它们的晶体的激光损伤阈值很低，限制了它们在高能量激光领域的重要应用。
水热法原理
水热法原理水热法是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。
基本原理水热法是利用高温高压的水溶液使那些在大气条件下不溶或难溶的的物质溶解，或反应生成该物质的溶解产物，通过控制高压釜内溶液的温差使产生对流以形成过饱和状态而析出生长晶体的方法。
自然界热液成矿就是在一定的温度和压力下，成矿热液中成矿物质从溶液中析出的过程。
水热法合成宝石就是模拟自然界热液成矿过程中晶体的生长。
一、水热法的历史背景水热研究最早是在地质学领域开展的。
在自然界中，一个典型的水热条件就是温度高于100 ℃和压力大于１个大气压的地热水环境，自然界中众多的矿物就是在这种环境中形成的。
19世纪中期英国的地质学家Murchison首次使用“水热”一词来描述高温高压条件下的水溶液对地球内部变化的影响。
与此同时，人们相继开展了水热法的基础研究，如物理化学（相平衡、溶解度测定、矿化剂作用、反应动力学、物理缺陷等），地球化学，矿物学与岩石学（高温高压下矿物的相平衡、实验岩石学、热液活动、成岩成矿模拟、地热利用等）。
二、水热法的定义与原理水热法是在高压反应釜里的高温、高压反应环境中，采用水作为反应介质，使得通常难溶或不溶的物质溶解并发生反应来制备材料的方法。
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3、结果和讨论
图片1和2为FE-SEM图像，分别显示了获得了原始氧化锌和纳米氧化锌二氧化钛掺杂形貌的影响。
显然,对(图片1和2),原始氧化锌粒子微观粒子尺度是微米级别的而二氧化钛粒子浸渍氧化锌是纳米大小的,即使他们是相同的水热条件。
新增的二氧化钛系统不仅充分降低了大小的锌还依附在氧化锌表面上没有聚合(图2)。
当二氧化钛出现在水热系统形成氧化锌的粒子,他们的增长有可能受到阻碍。
超微二氧化钛粉体的分散性含氧化锌在水热的步骤中可以让先驱同时沉积超微二氧化钛粉体表面纳米粒子原位形成了氧化锌粒子。
透射电子显微镜(TEM)分析可以用来检查材料的形态以及结晶和无定形的状态。
结构鉴定如图3,a、a’和a”所示运算。
TEM图片的低放大率(图3)揭示了一种独特的花形形态,这符合FE-SEM图像(图1)。
图3 a’显示了高分辨率的TEM图片标明的区域,也表明了同一粒径。
图3显示了模式a” SAED的标记面积图3 a,这表明花形氧化锌成长是自由的结构性缺陷,如断层错动,叠加。
同样,图3 b显示了TEM结果氧化锌纳米二氧化钛从水热反应中获得。
图3a所示,在很多地方都可以看到一些微粒留在表面上,与FE-SEM图像在密度、形态学、维度是一致的。
图3b”显示了高分辨率硫化映像的标明的区域,存在两种不同类型的并行原子面不仅揭示了优秀的结晶度,但也证明了耦合的两个不同的陶瓷氧化物。
此外,SAED结果在图3 b”确认优秀的结晶度这种纳米复合材料;如图案所示的模式,没有检测到混乱或缺陷。
对相同的结构材料调查研究表明二氧化钛和氧化锌沿着生产纳米复合材料,可利用线性TEM-EDX分析。
图四可以看出,无论是二氧化钛和氧化锌是选中的行上发现的，证实两氧化物混合在晶体水平。
水晶结构的原始氧化锌,二氧化钛准备/氧化锌纳米复合材料与对应的2u值和晶体平面如图5a。
明显的高峰在2 u 值为31.8,34.5,36.4,47.6,56.6,62.8,66.3,68.1,69年,和76.88对应于晶体的水平(1 0 0),(0 0 2),(1 0 - 1),(1 0 2),(1 1 0),(1 0 3),(2 0 0),(1 1 2),(2 0 - 1),和(2 0 2),符合纯净的形成氧化锌,如文献[21]。
尖峰的出现在2 u = 24.68(晶体水平101为金红石二氧化钛)[22]在纳米复合材料显示,二氧化钛是表面上的掺杂氧化锌纳米粒子。
此外,移动的2 u的山峰向较低的值纳米混合材料氧化锌表明了一种混合的两个氧化物晶体水平。
二氧化钛掺杂的数量在超微二氧化钛粉体表面/氧化锌纳米复合材料进行鉴定,如图5 bTEM-EDX,原子wt %的Ti(4.09)表明,足够数量的二氧化钛纳米粒子是附加到氧化锌微粒在水热过程。
这一结果证实将纳米粒子在氧化锌和花二氧化钛同时支持XRD分析。
为了阐明耦合的影响与氧化锌的二氧化钛粒子,催化活性的原始氧化锌和二氧化钛/氧化锌纳米复合材料是通过降解MB染料来衡量。
图6显示了这个效果的二氧化钛表面掺杂氧化锌纳米花照片。
它清楚地显示原始氧化锌微粒和增加了纳米粒子的二氧化钛分解MB效率。
结果表明,复合纳米二氧化钛/氧化锌花有更大的光催化效率。
较高的催化活性的二氧化钛/氧化锌复合纳米是相关作用的二氧化钛表面上的氧化锌纳米粒子。
在这里,电子转移发生从光的传导带活性二氧化钛的光活性氧化锌的传导带,相反地,洞传输可以发生从价带的价带的氧化锌,二氧化钛。
这有效电荷分离增加二氧化钛催化活性的/氧化锌纳米粒子。
为了进一步支持的优越性的复合纳米粒子,光致发光(PL)光谱都记录了不同的粒子(图7)。
很明显,氧化锌表现出更高的排放强度比和复合粒子所需的。
此外,P25的强度相比,复合纳米粒子表现出较小的排放强度。
PL排放强度的相关的重组兴奋的电子和空穴,因此,降低排放强度是归纳的下降率[24]重组。
适当的附件P25的粒子表面上的氧化锌纳米粒子,在热液增长氧化锌微粒,可以扮演重要角色在有效电荷分离。
在复合二氧化钛/氧化锌纳米粒子,存在一个二氧化钛/氧化锌异质结的重组可能会减少e-h配对。
这增加了可用性的电子(洞)迁移到TiO2(氧化锌)的表面复合库,因此提高了发生的氧化还原过程(电子减少溶解氧气激进分子超氧化物而羟基自由基阴离子洞形式)。
有机分子出现在水溶液将会与这些氧化剂诱导退化成二氧化碳和水。
较高的催化活性的复合纳米粒子也可能与减少粒度(高表面积)的氧化锌在复合比原始氧化锌多。
最初,二氧化钛催化活性的/氧化锌被发现显著优于P25 纳米粒子。
然而,经过一定的时间间隔不同的效率这两个NPs下降(图6),这表明,复合NPs是沉淀,NPs 还很好地分配所需的整个悬架。
因为我们的目标是使一个成本有效的光催化剂可以很容易恢复反应体系,我们进行了分离效率的能力和他们的纳米复合材料的回收利用。
图8所示,经过三次回收的同时,并没有显著的降低了降解MB水溶液在紫外线照射。
我们看到一个轻微的在整个悬架。
因为我们的目标是使一个成本有效的光催化剂可以从反应体系轻易恢复,我们进行了分离效率的能力测试和他们的纳米复合材料的回收利用。
图8所示,经过三次回收的同时,在紫外线照射下没有显著的降低了降解MB水溶液的效率。
我们观察到轻微下降,催化效率的重用复合,这也许是因为由产品颗粒的沉积表面的NPs。
在水介质中二氧化钛被作光催化剂悬浮子乳白色的浑浊溶液中。
它不很快和解,这阻碍了其从反应混合物分离。
TiO2 纳米粒子保持了子自然水后的毒性反应。
我们进行了一个复苏的不同的作者从他们的水悬架在相同浓度。
为此,等量的准备氧化锌微鲜花、商业二氧化钛(P25)NPs,准备二氧化钛/氧化锌纳米花了在相同的体积的蒸馏水和悬架是由超声震荡10分钟。
这些解决方案保存沉降和照片拍摄于沉积的2 h(图9)。
它清楚地表明,几乎所有的氧化锌微粒和二氧化钛/氧化锌纳米粒子中的沉积物2 h内水溶液,而溶液二氧化钛(P25)仍然相对浑浊。
这一结果表明大尺寸氧化锌纳米花可以提供大的表面,以二氧化钛纳米粒子的恢复很容易从反应体系的完成后的光催化反应。
因此,催化剂二氧化钛和氧化锌可以防止光催化剂的损失。
纳米复合材料用于这个简单的方法作为环保的光催化剂会有很大的商业前景。
4、结论
在这项研究中,一个非常简单的技术(表现在低温下,更少的时间,从几个试剂)呈现了一个新型二氧化钛/氧化锌复合光催化剂的水热法制备过程。
独特的氧化锌纳米造型不仅为TiO2纳米粒子提供固定表面而且到还防止e-h的重组过程。
对于二氧化钛掺杂到氧化锌表面是能够防止二氧化钛纳米粒子在水溶液中结块以及光催化剂在反应中失去。
试验中准备的材料从反应系统中显示具有较高的光催化效率和良好的恢复能力,是一个经济和环保的光催化剂。