水热与溶剂热.ppt

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1、第四章水热与溶剂热§4.1水热与溶剂热合成基础定义在一定温度(100~1000℃)和压强（1～100MPa）条件下利用溶液中物质化学反应所进行的合成。与溶液化学的区别研究物质在高温和密闭或高压条件下溶液中的化学行为与规律。与固相合成的区别——反应性固相反应的机理——界面扩散水热与溶剂热——液相反应§4.1水热与溶剂热合成基础水热与溶剂热合成研究的特点应用非平衡热力学研究合成化学问题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间的桥梁。§4.1水热与溶剂热合成基础水热与溶剂热合成的特点由于

2、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。水热和溶剂热条件下中间态、介稳态以及特殊物相易于生成，合成和开发一系列特种介稳结构、特种凝聚态的新合成产物。§4.1水热与溶剂热合成基础水热与溶剂热合成的特点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。液相利于生长缺陷少、取向好、完美的晶体，产物结晶度高，易于控制产物晶体的粒度。利于低价态、中间价态与特殊价态化合物的生成，并能均

3、匀地进行掺杂。§4.1水热与溶剂热合成基础反应的基本类型（1）合成反应Nd2O3＋H3PO4→NdP5O14CaO·nAl2O3+H3PO4→Ca5(PO4)3OH+AlPO4§4.1水热与溶剂热合成基础反应的基本类型(2)热处理反应人工氟石棉→人工氟云母§4.1水热与溶剂热合成基础用“失蜡”石膏铸法成型的云母玻璃陶瓷氟云母结晶增强玻璃陶瓷，挠曲强度较大，耐磨性好，脆性有待改善反应的基本类型(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。长石→高岭石橄榄石→蛇纹石NaA沸石→NaS沸石§4.1

4、水热与溶剂热合成基础长石是钾、钠、钙、钡等碱金属或碱土金属的铝硅酸盐矿物，晶体结构属架状结构。其主要成份为SiO2、Al2O3、K2O、Na2O、CaO等。制造钾肥，制造陶瓷及搪瓷，玻璃原料，磨粒磨具等。高岭石化学组成为Al4(Si4O10)(OH)8的层状结构的硅酸盐矿物。晶体属1∶1型单元层的二八面体型结构。三斜晶系，结晶度良好的高岭石成有序结构，一般呈假六方片状晶体；结晶度差的多呈椭圆形或不规则状，通常呈致密或疏松块状集合体产出。底面解理完全,解理面显珍珠光泽，块状的光泽暗淡。高岭土多呈白色，细粒具分散性、可塑性、

5、高粘结力和高耐火度，是陶瓷和电瓷工业中的重要原材料；还可在造纸、橡胶、油漆等工业中做填充料等。长石→高岭石蛇纹石的化学组成是Mg6[Si4O10](OH)2，是一族层状结构的硅酸盐矿物的总称。单体少见，多呈致密块状、层状或纤维状集合体。具有各种色调的绿色、浅黄色，常呈似蛇皮的绿黑相间的花纹，故称蛇纹石。条痕白色，块状蛇纹石呈油脂光泽或蜡状光泽，纤维状石膏具丝绢光泽。摩氏硬度2.5-3.5，比重2.5-2.65。蛇纹石主要是超基性岩或镁质碳酸岩中的富镁的矿物经热液交代变质而成。蛇纹石可作为耐火材料和生产钙镁磷肥的原料。绿色

6、不透明者称岫玉，因辽宁岫岩县出产而得名，是著名的玉石。橄榄石→蛇纹石§4.1水热与溶剂热合成基础反应的基本类型(4)离子交换反应硬水的软化、长石中的离子交换反应的基本类型(5)单晶培养——SiO20.5mol/L-NaOH,0.25/L-NaCO3温度梯度410～300℃，温度梯度400～370℃压力120MPa，装满度为70％生长速率1～2mm/day生长速率2.5mm/day§4.1水热与溶剂热合成基础反应的基本类型(6)脱水反应400～370℃Mg(OH)2+SiO2温石棉§4.1水热与溶剂热合成基础反应的基本类型

7、(7)分解反应FeTiO3FeO＋TiO2ZrSiO4＋NaOHZrO2＋Na2SiO3FeTiO3＋K2OK2O·nTiO2(n=4,6)+FeO§4.1水热与溶剂热合成基础反应的基本类型(8)提取反应从化合物或矿物中提取金属钾矿石中钾的水热提取重灰石中钨的水热提取§4.1水热与溶剂热合成基础反应的基本类型(9)氧化反应金属和高温高压的纯水、水溶液、有机溶剂得到的新氧化物、配合物、金属有机化合物的反应。Cr＋H2OCr2O3+H2Me＋nLMeLn(Me=金属离子，L有机配体）§4.1水热与溶剂热合成基础反应的基本类型

8、(10)沉淀反应KF＋MnCl2KMnF3KF+CoCl2KCoF3§4.1水热与溶剂热合成基础反应的基本类型(11)晶化反应CeO2·xH2OCeO2ZrO2·xH2OM-ZrO2+T–ZrO2§4.1水热与溶剂热合成基础反应的基本类型(12)水解反应醇盐水解§4.1水热与溶剂热合成基础反应的基本类型(13)烧结反