《水热与溶剂热》PPT课件

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1、水热与溶剂热合成主讲人：谭毅2021/7/231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2021/7/232第一节水热法和溶剂热法2021/7/2331.1水热法2021/7/2341.2水热法的分类2021/7/2352021/7/2361.3水热法的特点2021/7/2372021/7/2381.4水热法的局限性2021/7/2391.5溶剂热法202

2、1/7/23101.6溶剂热法的特点2021/7/23112021/7/23122021/7/23132021/7/2314第二节水热与溶剂热条件下介质的性质2021/7/23152021/7/23162.1水的性质2021/7/23172.1.1离子积变高2021/7/23182.1.2粘度和表面张力降低2021/7/23192.1.3介电常数变低2021/7/23202.1.4热扩散系数变高2021/7/23212.1.5密度变低2021/7/23222.1.6蒸汽压变高2021/7/23232.2水

3、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2021/7/23242.3水热反应具有的三个特征1.使得重要离子间的反应加速。2.使得水解反应加剧。3.使得氧化还原电势发生明显变化。2021/7/23252.4溶剂热反应中溶剂的作用2021/7/23262.5选择溶剂的原则2021/7/23272021/7/2328第三节化合物在水热溶液中的溶解度2021/7/232

4、92021/7/23302021/7/23313.1矿化剂2021/7/23322021/7/2333第四节水热合成中材料的形成机理2021/7/23344.1水热条件下晶体生长步骤2021/7/23352021/7/23362021/7/23374.2水热条件合成纳米晶2021/7/2338第五节水热与溶剂热基本反应类型2021/7/23395.1反应的基本类型水热与溶剂热反应的基本类型总结如下：（1）合成反应通过数种组分在水热或溶剂热条件下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

5、单晶材料。例如：Nd2O3+H3PO4NdP5O14CaO.nAl2O3+H3PO4Ca5(PO4)3OH+AlPO42021/7/2340（2）热处理反应利用水热与溶剂热条件处理一般晶体而得到特定性能晶体的反应。例如：人工氟石棉人工氟云母。（3）转晶反应利用水热与溶剂热条件下物质热力学和动力学稳定性差异进行的反应。例如：长石高岭石；橄榄石蛇纹石；NaA沸石NaS沸石。（4）离子交换反应沸石阳离子交换；硬水的软化、长石的离子交换；高岭石、白云母、温石棉的氢氧根离子交换为氟离子。2021/7/2341（5）

6、单晶培育在高温高压水热和溶剂热条件下，从籽晶培养大晶体。例如SiO2单晶的生长，反应条件为0.5mol/L-NaOH,温度梯度410-300℃，压力120MPa,生长速率1-2mm/d；若在反应介质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.（6）脱水反应在一定温度一定压力下物质脱水结晶的反应。例如：Mg(OH)2+SiO2温石棉2021/7/2342（7）分解反应在水热与溶剂热条件下分解化合物得到结晶的反应。例如：FeTiO3→FeO+T

7、iO2ZrSO4+NaOH→ZrO2+NaSiO3FeTiO3+K2O→K2O·nTiO2(n=4,6)+FeO（8）提取反应在水热与溶剂热条件下从化合物(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。2021/7/2343（9）氧化反应金属和高温高压的纯水、水溶液、有机溶剂得到新的氧化物、配合物、金属有机化合物的反应，超临界有机物种的全氧化反应。例如：Cr+H2O→Cr2O3+H2Zr+H2O→ZrO2+H2Me+nL→MeLn(Me=金属离子，L=有机配体)（10）沉淀反

8、应水热与溶剂热条件下生成沉淀得到新化合物的反应。例如：KF+MnCl2→KMnF3KF+CoCl2→KCoF32021/7/2344（11）晶化反应在水热与溶剂热条件下，使溶胶、凝胶（sol、gel）等非晶态物质晶化的反应。例如：CeO2·xH2O→CeO2ZrO2+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，