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1、固体无机化学作业姓名：王卉专业：物理化学学号：31207005日期：2013-7-3成绩:无机固体功能材料的水热合成化学摘要综述了无机固体功能材料的水热合成化学进展。重点强调强关联系固体、无机-有机杂化材料、缺陷与混合价态固体、三重价态与原子尺度p-n结以及水热生物化学。关键词水热合成无机固体三重价态原子尺度p-n结Abstract:Thispaperpresentstherecentadvancesinhydrothermalsyntheticchemistryofinorganicfunctionalsolidstatematerials,emphasizin
2、gonthehydrothermalsynthe-sisofsolidswithstrongelectroniccorrelationproperties,inorganicorganichybridma-terials,defectsandmixedvalencestates,tripletmixedvalencestatesandatomic-sclep-njunctions,andhydrothermalbiochemistry.Keywords:Hydrothermalsynthesis,Inorganicsolids,Tripletvalencestat
3、es,Atomic-scalep-njunctions无机合成是化学和材料科学的基础学科。无机合成化学旨在制造新物质和新材料。在实际的固体化学和材料化学研究领域里,无机合成化学研究分散在各自具体的研究之中,然而无机合成化学本身的系统而规律性的研究必然促进固体化学和材料化学研究的发展。无机合成化学研究主要是提供新的合成反应、新的合成方法和新的合成技术,合成与制备新的化合物、新的凝聚态和聚集态以及具有可控性能的新材料。伴随着当前相关学科研究的迅猛发展,越来越要求无机合成化学家能够更多地提出新的行之有效的合成反应、合成技术,制定节能、洁净、经济的合成路线以及开发新型结构
4、和新功能材料。发展现代无机合成与制备化学,不断地推出新的合成反应和路线或改进现有的陈旧合成方法,不断地创造与开发新的物种,将为研究材料结构、性能与反应间的关系、揭示新规律与新原理提供坚实的基础。水热合成是指温度为100～1000ºC、压力为1MPa～1GPa条件下利用水溶液中物质化学反应所进行的合成。在亚临界和超临界水热条件下,由于反应处于分子水平,反应性提高,因而水热反应可以替代某些高温固相反应。又由于水热反应的均相成核及非均相成核机理与固相反应的扩散机制不同,因而可以创造出其它方法无法制备的新化合物和新材料。一系列温和与高温高压水热反应的开拓及其在此基础上开发
5、出来的水热合成路线,已成为目前获取多数无机功能材料和特种组成与结构的无机化合物的重要途径[1]。在水热合成体系中,已开发出多种新的合成路线与新的合成方法,如直接法、籽晶法、导向剂法、模板剂法、络合剂法、有机溶剂法、微波法以及高温高压合成技术等。1．无机功能固体的水热合成化学新型无机化合物及功能材料的大量开发,主要依赖于新的合成途径、合成技术与相关理论的发展。针对国际上目前在无机材料的合成与制备研究方面的前沿动态,我们提出并发展了先进材料水热合成路线,深入广泛地探讨不同类型具特殊光、电、磁、催化功能的无机材料的合成与制备技术,系统地研究它们的形成规律和反应机制以及它
6、们的结构、组成、性能及彼此之间的关系。应用变化繁多的水热合成技术和技巧,制备出了具有光、电、磁性质的包括萤石、钙钛矿、白钨矿、尖晶石和焦绿石等主要结构类型的复合氧化物。该系列复合氧化物的成功水热合成,替代及弥补了目前大量无机功能材料需要高温固相反应条件的不足。目前温和水热合成技术,结合变化繁多的合成方法和技巧,已经获得了几乎所有重要的光、电、磁功能复合氧化物[2-14]和复合氟化物[15-17]。如双掺杂二氧化铈固体电解质、巨磁阻材料以及铋系超导材料。复合氟化物以往的合成采用氟化或惰性气氛保护的高温固相合成技术,该技术对反应条件要求苛刻,反应不易控制。而水热合成反
7、应不但是一条反应温和、易控、节能和少污染的新合成路线,而且具有价态稳定化作用与非氧嵌入特征等特点。在大量的实验工作基础上,研究了上述材料的纳米晶特性、与混合价态有关的巨磁阻现象、与缺陷有关的快离子传输与超导性质,发现了水热体系中无机功能材料产生平衡缺陷、稳定的复杂混合价态以及粒子纳米化倾向的重要科学现象。表1列出了水热合成的功能复合氧化物和复合氟化物及其生成条件。2．无机有机杂化固体的水热合成化学近年来,水热合成化学逐步趋于复杂结构的合成,特别是通过分子片或特定亚结构单元的复杂结构建造成为合成化学的热点。水热合成化学,因其溶液中分子片段易于形成以及无机晶体易于晶化
8、的特点,特
