无机合成化学概述.ppt

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1、合成化学研究生专业基础课课件安徽师范大学化学与材料科学学院——无机合成化学无机合成化学是无机化学的一个重要组成部分涉及化学方面的全部内容着重介绍了有代表性的无机新材料的合成技术。所涉及的内容主要包括：1．无机合成化学概述2．特种条件下无机合成反应3．水热-溶剂热合成技术4．几类重要的无机功能材料的制备第一章无机合成化学概述§1-1无机合成化学的意义化学已经成为一门满足社会需要的中心科学，因为它与人类的日常生活如：食物、能源、材料、资源、环境及健康等密切相关。其中尤以合成化学为技术基础的各种物质起着至关重要的作用。作为化学学科中当之无愧的核心，合成化学已成为化学家改造世界创造未来最有力

2、的工具。如19世纪染料工业的开创；20世纪中叶因高分子的合成，推动了非金属合成材料工业的建立；上个世纪的50年代，无机固体造孔合成技术的进步直接导致了系列分子筛催化材料的开发，大大促进了石油加工和石化工业的革命性发展；本世纪初正在蓬勃发展的纳米材料的合成和组装技术也必将加快高新技术材料和相关产业的发展。合成化学领域的每一次进步都会带动产业的一次革命随着新兴学科和高技术的蓬勃发展，作为合成化学中不可忽缺的组成部分，无机合成化学不仅是无机化学学科的一个重要分支，其与新材料的结合也成为当前无机化学领域最新的发展方向之一。无机合成化学的目标是获得不同用途的无机材料，而无机材料的使用自古以来就

3、是人类文明进步和时代划分的标志。发展合成化学，不断创造和开发新的物种，不仅是研究结构、性能及其相互关系，揭示新的规律与原理的基础，也成为推动化学学科与相关学科发展的主要动力。高纯度半导体计算机和现代通信；高强度、耐高温结构材料航空航天工业不论是炼丹术，火药、陶瓷的发明、金属的冶炼，还是高温超导材料、生物陶瓷、超硬材料以及信息与能源转换材料的合成及其应用都是无机合成化学的重要成就。采用化学方法合成的新型无机材料的使用则是近代文明发展的标志。毫无疑问，无机合成化学对人类社会的发展起着重要的促进作用，还将继续为人类社会的可持续发展发挥出卓越的贡献。如：(1)新能源开发(2)空间科技(3

4、)微电子、光电子技术(4)激光技术(5)红外技术人类社会的存在和发展是与能源密不可分的。然而地球上储存的矿物能源已越来越少，尚未开采的原油储藏量已不足两万亿桶，可供开采时间≤95年。在2050年前，世界经济的发展将越来越多地依赖煤炭。其后在2250到2500年之间，煤炭也将消耗殆尽，矿物燃料供应枯竭。新能源开发面对能源危机，采取开源节流战略，即一方面节约能源，提高现有能源的利用率；另一方面开发新能源。这两方面都对材料提出了要求。如为了提高热效率需要有耐高温、机械性能良好的结构材料和隔热性好的保温材料。目前正在研究开发的新能源有磁流体发电、地热、潮汐发电、风力发电、太阳能和核能的利用、

5、燃料电池等。如：磁流体发电需有特殊的导体材料作电极；地热、潮汐发电需要有耐冲刷、抗腐蚀性良好的结构材料；太阳能转换成电能、热能，需要有廉价的转换效率高的光电或光热转化材料，还需要有制取太阳能电池和经久耐用、便于制造、性能稳定的反射材料和选择性涂层材料，以便有效地集聚光能；核能需要有好的控制核反应的控制材料和防止核辐射的结构材料；燃料电池需要解决固体电解质材料问题。为有效地储存能源还要有性能良好的电池材料和储氢材料等。这些新的发电和能量转换技术需要解决一系列的材料问题：空间科技的发展，创造了巨大的物质和精神财富。如卫星作为传递信息的枢纽，联结世界各地，引起了通信体制的根本改变。2/3的

6、国际电话业务和几乎全部洲际电视转播业务，均由国际通信卫星承担，每年营业额高达20亿美元。通过各类应用卫星进行侦察、预警、导航、广播、考察、预报、测绘等，可以获得巨大的军事价值和经济效益。空间科技的发展离不开火箭、人造卫星、飞船等航天器。这些航天器又是由各种功能材料建造的。由于航天航空的特殊环境，制造航天器用的材料，常需要有各种特殊的性能。空间科技：一门新兴的综合性尖端科学技术。包括航天器的设计、制造、发射和应用。如火箭燃料燃烧时，其喷嘴温度超过4000℃，并有腐蚀性。燃烧室内的压力高达20MPa，因此燃烧喷嘴要用隔热性好，比热容、潜热大的耐高温烧蚀材料制成；又如，宇宙飞船或航天飞机在

7、返回地球时，大气层与航天器间的摩擦作用使航天器表面温度达到2000℃左右。一般的高温材料已不能承受，因此常用隔热陶瓷片加以保护。总之，各种耐高温材料、高温结构材料、烧蚀材料和涂层材料的研制成功，对空间技术的发展起了巨大的推动作用。可以相信，随着现代无机合成化学的向前发展，空间科技将会因更多优异性能的特种材料出现而有更大的发展。20世纪中叶，单晶硅和半导体晶体管的发明及其硅集成电路的研制成功，导致了电子工业革命；随后的70年代初石英光导纤维材料和GaAs激光