水热法

高质量氧化锌晶体的水热法合成及其光电性能研究目前尺寸较大的ZnO单晶的生长方法主要有助溶剂法、水热法、气相生长法和柑锅下降法。

1、助溶剂法助溶剂法是利用助溶剂使晶体形成温度较低的饱和熔体，通过缓慢冷却或在恒定温度下通过蒸发溶剂，使熔体过饱和而结晶的方法。

2、气相法气相法是利用蒸汽压较大的材料,在适当的条件下，使蒸汽凝结成晶体的方法，气相法适合于生长板状晶体。

3、坩埚下降法坩埚下降法是让熔体在柑锅中冷却而凝固,凝固过程从钳锅的一端开始逐渐扩散到整个熔体。

4、水热法水热法又称高温溶液法，其中包括温差法、降温法(或升温法)及等温法。

为了提高晶体的生长速度,水热法一般采用双温区高压反应釜,主要依靠容器内的溶液维持温差对流形成过饱和状态(通过隔板和加热来调整温差)。

水热法需要选择合适的矿化剂，并控制好矿化剂浓度，溶解区和生长区的温度和温度差、填充度(控制生长压力)、生长区的预饱和、合理的元素掺杂、升温恒温程序、籽晶的质量以及营养料的纯度等工艺要素，优化各个工艺条件。

微波辅助加热法制备纳米材料研究进展一、微波及其特征与常规加热不同,微波加热是以体加热的方式进行，反应物对微波能量的吸收与分子的极性有关。

微波加热是通过微波与物质相互作用而转变的。

在电磁场的作用下，物质中微观粒子能产生极化。

极性介质在微波场作用下随其高速旋转从而被均匀地加热；对于许多不能直接明显地吸收微波的物质，可选用适当的能强烈吸收微波的催化剂，通过在其表面形成比周围温度更高的“热点”(hotsPot)而加速反应。

利用微波加热,许多反应的速度往往是常规加热的数十倍,甚至数千倍。

微波能在很短的时间内均匀加热,大大消除了温度梯度,使沉淀相瞬间成核,从而获得均匀的超细粉体。

微波辅助加热对化学反应非常复杂的,除了具有热效应外(tharmal effects),还存在一种不是由温度引起的非热效应(加nontharmal effects)，它能改变反应的动力学性质,降低反应的活化能,即微波对化学反应存在着选择性加热的影响(物质分子结构与微波频率的匹配关系),存在着某些特定的非热效应的影响。

不同的材料对微波的吸收能力不同,目前的一些实验研究也揭示了这一现象,即微波选择性加热。

大家普遍认为,微波辅助加热存在两种效应:热效应和非热效应。

正是这些效应导致不同形态和尺寸的纳米结构的合成。

微波辅助加热法又可以分为微波水溶液法、微波辅助多元醇法、微波辅助离子液体法、微波层状前驱物转化法制备纳米片、微波液相同步法制备聚合物基无机纳米复合材料、微波一水热/溶剂热法。

稀土氧化物荧光粉的制备与发光性能研究通常人们将超微粒子的制备方法分为物理方法和化学方法。

依据物料状态可将其分为固相法、液相法、气相法。

1、固相法固相法是一种传统的粉化工艺，其主要优点是：微晶的表面缺陷少，晶体质量优良，而且产量高，成本低，制备工艺简单，利于工业化生产；缺点是要高温煅烧，对设备的要、求很高，能耗高，粒子易团聚，需要球磨减小粒径，所以晶体的晶型易受到破坏，发光性能下降，颗粒粒径分布不均匀，易混入杂质，颗粒形貌不规则等。

马龙等人用此法合成了(Y, Gd)2O3:Eu 微米颗粒。

2、气相法气相法是通过各种手段将物质变为气体或者直接利用气体，使反应物在气体状态下发生化学反应，最后在冷却过程中凝聚长大形成超微粒子的方法。

化学气相法的特点是：颗粒尺寸小、团聚少、粉末纯度高、组分更容易控制，适用于非氧化物的粉末的生产，但该方法成本高，目前比较适合于实验室材质研究和特殊要求的产品。

该方法又可以分为：化学气相沉积法、化学气相蒸发法、高温气相裂解法等。

3、液相法液相法是让溶液中不同的分子或离子进行反应，产生固体产物。

常见的反应类型有：水解反应、络合反应、复分解反应、聚合反应等。

通过调整反应物的比例、反应温度、反应时间等参数可以调节产物的组成、结构形貌和尺寸等。

该方法具有设备简单、易操作、易扩大规模生产、原料易得、产物纯度高、团聚少、化学组分可精确控制等特点。

液相法主要包括溶胶-凝胶法、微乳液法、电化学沉积法、化学液相沉淀法、水（溶剂）热法等。

溶胶凝胶法是一种在低温或温和条件下制备纳米材料的重要方法，该方法将易水解的金属化合物（无机盐或醇盐）在某种溶剂中与水发生反应，经过水解反应生成活性单体，活性单体进行聚合开始成为溶胶，进而生成具有一定空间结构的凝胶，再经过干燥、煅烧处理，得到所需的各种纳米材料。

该方法主要特点是产物纯度高、颗粒细、化学均匀性好，且反应容易发生，条件温和，但原料较贵，整个过程所需时间较长，有机助剂对健康有害。

微乳液法是利用两种互不相溶的溶剂（通常是有机溶剂和水溶液）在表面活性剂的作用下形成均匀的乳液，液滴的尺寸控制在纳米尺寸，而从乳液滴当中析出固相的制备方法。

化学液相沉淀法是利用各种溶解在水中的物质反应生成不溶性氢氧化物、碳酸盐、硫酸盐和乙酸盐等沉淀，再将沉淀物过滤、洗涤、干燥，必要时加热分解，得到最终所需的微纳米粉体，主要包括共沉淀法、均相沉淀法、直接沉淀法以及络合沉淀法等。

水热法（溶剂热）又称热液法，是指在特制的密闭反应器（高压釜）中，采用水溶液（或其他溶剂）作为反应体系, 通过对反应体系加热，创造一个高温、高压的反应环境，使得常态下难溶或不溶的物质溶解重结晶，在高压环境下制备微纳米颗粒的方法，即提供一个在常温常压下无法得到的特殊物理化学环境，使前驱体在反应系统中得到充分的溶解，形成原子或分子生长基元，形成结晶。

以水为溶剂的叫做水热法，而以有机物为溶剂的称作溶剂热。

水热和溶剂热合成的产物粉末细、纯度高、分散性好、无团聚、晶型好、形貌可控、尺寸均一、分布窄、利于环境净化和生产，但只适用于氧化物材料或对水不敏感的材料。

水热合成法可以通过调节溶液pH 值、反应温度、反应时间、有机试剂（有机络合剂、表面活性剂、高聚物等）等来控制和调节产物的尺寸、形貌和结构，因此应用十分广泛。

在合成过程中加入有机试剂是常用方法，通常采用以下几种形式：1、直接在稀土阳离子溶液中加入相应的阴离子溶液，产生沉淀后进行水热反应；2、用不溶的络合剂将稀土阳离子络合，如EDTA、油酸、亚油酸和柠檬酸钠等，然后在其中加入相应的阴离子盐溶液，进行水热反应；3、先将稀土离子与阴离子盐溶液混合形成沉淀，再向其中加入一定量的表面活性剂，如PVP、P123、PEG 等，进行水热反应。

LED荧光粉分类第一种方法是在蓝色LED芯片上涂敷能被蓝光激发的（YAG）黄色荧光粉，芯片发出的蓝光与荧光粉发出的黄光互补形成白光。

该技术被日本Nichia公司垄断，而且这种方案的一个原理性的缺点就是该荧光体中Ce3+离子的发射光谱不具连续光谱特性，显色性较差，难以满足低色温照明的要求，同时发光效率还不够高，需要通过开发新型的高效荧光粉来改善。

第二种实现方法是蓝色LED芯片上涂覆绿色和红色荧光粉，通过芯片发出的蓝光与荧光粉发出的绿光和红光复合得到白光，显色性较好。

但是，这种方法所用荧光粉有效转换效率较低，尤其是红色荧光粉的效率需要较大幅度的提高。

第三种实现方法是在紫光或紫外光LED芯片上涂敷三基色或多种颜色的荧光粉，利用该芯片发射的长波紫外光(370nm-380nm)或紫光(380nm -410nm)来激发荧光粉而实现白光发射，该方法显色性更好，但同样存在和第二种方法相似的问题，且目前转换效率较高的红色和绿色荧光粉多为硫化物体系，这类荧光粉发光稳定性差、光衰较大，因此开发高效的、低光衰的白光LED用荧光粉已成为一项迫在眉睫的工作。

前驱物是合成某物质的前体或者原料。

化学试剂的规格:一级品:保证试剂、优级纯，代号G.R，绿色标志，用于精密的分析工作，常用来配制标准溶液;二级品: 分析试剂、分析纯，A.R，红色，用于配制定量分析中的普通试液;三级品:化学纯，C.P，蓝色，只用于配制半定量、定性分析中试液和清洁液等。

化学纯是指满足一般生产或分析试验的试剂纯度，在药品前标志CP的为化学纯；分析纯的纯度要比化学纯要高，一般应用于要求比较苛刻的场所，如医院用的试剂，在药品前标志AR的为分析纯。

在合成体系中加入表面活性剂和水溶性多聚物，在沉淀颗粒表面形成可阻止纳米粒子团聚的保护层，可使纳米粉体的粒径分布较窄、分散性能更好。

水热反应法制备纳米粉体的研究进展水热反应法制备纳米粉体有许多途径，主要包括水热氧化、水热沉淀、水热结晶、水热合成及水热分解等。

(1)水热氧化采用金属单质为前驱物，经氧化或水解反应得到相应的金属氧化物粉体。

以金属锆粉为前驱物，以水为反应介质，在一定条件下(100 MPa、523。

973K)，通过水热氧化可得到粒径为25 nm的单斜氧化锆纳米微粒，采用该法制备纳米粉体，反应时间较短，晶体颗粒尺寸均匀、团聚较少。

(2)水热沉淀高压反应器中的可溶性盐和化合物与加入的各种沉淀剂反应，形成不溶性氧化物和含氧盐的沉淀。

用水热沉淀法已制得的粉体主要有简单氧化物z102、si02、cr203和Ti02等，混合氧化物zr02一si02、u02一n02及复合氧化物BaFel2019、BaZm3等，其典型例子是采用zmck和尿素cO(NH2)：混合水溶液为反应前驱物，经水热反应得到立方相和单斜zr0，晶粒混合粉体，晶粒粒度为10 nm左右。

(3)水热结晶以非晶态氢氧化物、氧化物或水凝胶为前驱物，在水热条件下结晶成新的氧化物晶粒。

此法可以避免沉淀一煅烧和溶胶一凝胶法制得的无定型纳米粉体的团聚，也可作为用这2种方法和其他方法制备的粉体解团聚的后续处理的主要步骤。

以zrocl，水溶液中加沉淀剂(如氨水)得到的非晶态zr(OH)。

为前驱物，在200～600℃、100MPa下处理24 h，得到粒径20一加nm的非团聚zr02微晶。

此外，用水热结晶法处理zro，凝胶，可制得7—9 nm的微晶。

(4)水热合成将2种或2种以上成分的氧化物、氢氧化物、含氧盐或其他化合物在水热条件下处理，重新生成一种或多种氧化物或含氧盐。

将水热法制备的zro，细粒单晶分散于(N地)2HP04水溶液中，再加入ca(NO，)：水溶液使pH值为10，得到的沉淀物经200℃处理，可制得粒径90 nm的羟基磷酸钙和单晶体长10 nm的zr02。

(5)水热分解氢氧化物或含氧盐在酸或碱水热溶液中分解形成氧化物粉末，或者氧化物在酸或碱溶液中再分散为细粉的过程称为水热分解。

将一定比例的0．25mol／L 压(N仉)。

溶液和浓硝酸混合，150℃下加热12h，冷却至室温后获得白色超细粉体，水洗后干燥，制得5 nm的四方sn02纳米粉体。

水热法生长一维氧化锌纳米结构条件研究氧化锌纳米结构制备的不同方法及其特点分类制备方法制备过程实验特点物理方法高能球磨法采用球磨机对普通级别的ZnO进行球磨粉碎,得到超细粉体.方法简单;能耗大、产品纯度低、粒度分布不均。