水热合成法是一种常用的无机材料的合成方法，在纳米材料、生物材料和地质材料中具有广泛的应用。水热/溶剂热合成法的主要步骤是将反应原料配置成溶液在水热釜中封装并加热至一定的温度（数百摄氏度）。水热釜使得该合成体系维持在一定的压力范围内，在这种非平衡态的合成体系内进行液相反应往往能够制备出具有特殊优良性质的材料。
水热合成是指温度为100～1000 ℃、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它的优点：所的产物纯度高，分散性好、粒度易控制。
水热合成法是一种常用的无机材料的合成方法，在纳米材料、生物材料和地质材料中具有广泛的应用。水热/溶剂热合成法的主要步骤是将反应原料配置成溶液在水热釜中封装并加热至一定的温度（数百摄氏度）。水热釜使得该合成体系维持在一定的压力范围内，在这种非平衡态的合成体系内进行液相反应往往能够制备出具有特殊优良性质的材料。
[编辑]水热合成法的分类
根据加热温度，水热法可以被分为亚临界水热合成法和超临界水热合成法。通常在实验室和工业应用中，水热合成的温度在100-240℃，水热釜内压力也控制在较低的范围内，这是亚临界水热合成法。而为了制备某些特殊的晶体材料，如人造宝石、彩色石英等，水热釜被加热至1000℃，压力可达0.3 GPa，这是超临界水热合成法。
[编辑]水热合成法的应用
?制备单晶
?制备有机-无机杂化材料
?制备沸石
?制备纳米材料
锂离子电池阴极材料Li1+x Mn2O4的水热合成及表征
Hydrothermal Synthesis and Characterization of Cathode Materials Li1+x Mn2O4 for
Rechargeable Lithium ion Batteries
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合成化学, CHINESE JOURNAL OF SYNTHETIC CHEMISTRY,
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1999年04期
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【作者】刘兴泉；李庆；于作龙；
【Author】Liu,Xing Quan Li,Qing Yu,Zuo Long (Research and Development Center for Functional Materials, Chengdu Institute of Organic Chemistry, Chinese Academy of Sciences, Chengdu, 610041)
【机构】中国科学院成都有机化学研究所!功能材料研究开发中心；成都；610041；
【摘要】以化学MnO2(CMD)为Mn源,LiNO3和LiOH·H2O分别为Li源,采用无机水热合成法合成了锂离子二次电池的阴极材料Li1+xMn2O4(0≤x<1),并采用XRD,BET,TEM,TGA和电化学测试等手段对材料进行了表征。结果表明,在240℃水热晶化72h所得样品为棕红色,主要以γ-Mn2O3和层状LiMnO2形式存在。当Li/Mn摩尔比为1∶1时,其首次充电比容量达到205.35mAh/g,首次放电比容量达到178.80mAh/g。样品经650℃空气中焙烧6h后转变成以Li1+xMn2O4尖晶石型形式存在,其首次放电比容量下降到110mAh/g～120mAh/g。更多还原
【Abstract】The cathode materials Li 1+x Mn 2O 4(0≤x<1) for recha rgeable lithium ion batteries were synthesized by hydrothermal synthesis method using chemical manganese dioxide(CMD) as Mn precursor and LiNO 3 or LiOH·H 2O as Li precursors, respectively, and characterized by XRD, BET, TEM, TGA and electrochemical testing. The results demonstrated that the synthesized samples were brown reddish and mainly composed of γ Mn 2O 3 and layered LiMnO 2 when hydrothermally crystallized at 240℃for 72h. As Li/Mn molar ratio was 1∶1, the first specific charge and discharge capacity of samples were 205.35mAh/g and 178.80mAh/g, respectively. After calcined at 650℃for 6h under ambient atmosphere, the samples were transformed into spinel like Li 1+x Mn 2O 4 and the first specific charge and discharge capacity of sample declined to 110mAh/g～120mAh/g. 更多
是以LiNO3为Li源合成不同Li/Mn
原位氧化还原沉淀水热合成法制备Li x Mn2O4尖晶石
Preparation of Li x Mn2O4 Spinels by in-situ Redox Precipitation Hydrothermal
Synthesis Process
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高等学校化学学报, Chemical Research In Chinese Universities,
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2002年02期
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【作者】刘兴泉；陈召勇；李淑华；何泽珍；于作龙；
【Author】LIU Xing Quan, CHEN Zhao Yong, LI Shu Hua, HE Ze Zhen, YU Zuo Long * (Research & Development Center for Functional Materials, Chengdu Institute of Organic Chemistry, Chinese Academy of Sciences, Chengdu 610041, China)
【机构】中国科学院成都有机化学研究所功能材料研究开发中心；中国科学院成都有机化学研究所功能材料研究开发中心成都610041；
【Abstract】Li x Mn 2O 4 spinels were prepared by in situ redox precipitation hydrothermal synthesis method, and characterized by XRD, BET, TGA, TEM and SEM etc. , and the effects of many factors on the properties of as prepared Li x Mn 2O 4 samples were investigated. The results demonstrated that Li x Mn 2O 4 spinels can be synthesized under milder conditions by in situ redox precipitation hydrothermal synthesis method. Li x Mn 2O 4 spinels are cubic and symmetrical, and have a better stability at less than 700 ℃, their surface areas and particle sizes were strongly affected by crystallization temperature and time, pH value, calcination temperature and time. The optimal conditions of Li x Mn 2O 4 synthesis were determined as follows: the alkalinity(pH value) was 9; the crystallization temperature and time were more than 240 ℃and 48 h, respectively; the calcination temperature and time were between 700-750 ℃and 6-12 h, respectively; the molar ratio of Li to Mn was less than 1.2/2.
Fe/TiO2/堇青石催化KBH4水解析氢性能研究
Study on catalytic hydrolysis of kalium borohydride using Fe/TiO2/Cordierite
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应用科技, Applied Science and Technology,
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2007年02期
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【作者】韩焕波；茹秀玲；董国君；韩成喜；
【Author】HAN Huan-bo,RU Xiu-ling,DONG Guo-jun,HAN Cheng-xi (College of Material Science and Chemical Engineering,Harbin Engineering University,Harbin 150001,China)
【机构】哈尔滨工程大学材料科学与化学工程学院；哈尔滨工程大学材料科学与化学工程学院黑龙江哈尔滨150001；黑龙江哈尔滨150001；
【摘要】以涂敷二氧化钛(TiO2)的蜂窝状堇青石(2MgO2.A l2O3.S iO2)为载体,用水热合成法负载铁盐,经500℃焙烧及硼氢化钾(KBH4)浸渍后,合成了Fe/TiO2/堇青石催化剂.实验研究表明,经KHB4浸渍后的催化剂催化析氢性能明显改善,常温下0.45g该催化剂于质量浓度约为10%的KBH4溶液中催化析氢速率可达30m l/m in,产率接近100%.XRD及XPS测试结果表明,催化剂经KHB4浸渍后,氧化态铁被还原为单质铁,从而使催化剂具有优良的催化析氢性能. 更多还原
【Abstract】Fe/TiO2/cordierite catalyst was synthesized with TiO2-coated cordierite as a carrier,supporting iron by hydrothermal synthesis,then baking at 500℃and soaking in kalium borohydride(KBH4).Experimental research shows that its performance of hydrogen evolution has been improved obviously after soaking in KBH4,the maximum H2 gas generation rate as a function of 0.45g catalyst in 10% KBH4 solution is 30 ml/min and the generation efficiency is approximate 100% at room temperature.X-ray diffraction(XRD) and X-ray photoelectron spectroscopy(XPS) results show that ferric oxide was deoxidized in the course of soaking in KBH4,so the catalyst has good performance of
hydrogen evolution. 更多还原
【关键词】KBH4；水解析氢；催化；
【Key words】KBH4；hydrogen evolution；catalysis；
【文内图片】
0.5gKBH4+5mHl2O溶液在0.45g催化剂作用下析氢性能
催化剂XRD测试结果
KBH4浸渍前后催化剂析氢性能对比
催化剂Fe2p的解析图谱
水热合成法制备锐钛矿型纳米TiO2粉体的研究
Preparation of Anatase Nano-TiO2 Powders by Hydrothermal Synthesis
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无机材料学报, Journal of Inorganic Materials,
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2006年03期
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【作者】冉凡勇；曹文斌；李艳红；张小宁；
【Author】RAN Fan-Yong, CAO Wen-Bin, LI Yan-Hong, ZHANG Xiao-Ning (Department of Inorganic Nonmetallic Materials, School of Materials Science and Engineering, University of Science and Technology Beijing, Beijing 100083, China)
【机构】北京科技大学材料科学与工程学院无机非金属材料系；北京科技大学材料科学与工程学院无机非金属材料系北京100083；北京100083；
【摘要】以工业硫酸氧钛为原料,尿素作沉淀剂,固定6MPa的初始压力和300r／min的搅拌速度,在110—150℃的反应温度、2—8h的反应时间、0．25-1．5mol／L的硫酸氧钛反应浓度的条件下,采用水热合成法制备了锐钛矿型纳米TiO2粉体．采用XRD、TEM、BET等测试手段对在不同条件下所制备粉体的物相组成、晶粒度、比表面积等进行了分析．结果表明, 所制备的粉体均为锐钛矿型纳米TiO2．粉体的比表面积分布在124-240m2／g、晶粒度分布在6．7—10．6nm．随着反应温度的升高和反应时间的延长,
晶粒度增大,比表面积降低．随前驱体浓度的提高,晶粒度也增大,当前驱体浓度<0．5mol／L时,比表面积随着前驱体浓度的增大而增大．当前驱体浓度>0．5mol／L时,比表面积随着前驱体浓度的增大而减少．更多还原
【Abstract】By using technical grade TiOSO4 as the precursor and urea as the precipitating agent, nano-crystalline anatase TiO2 powders were prepared by hydrothermal synthesis. The initial pressure of the system was 6MPa. Stirring speed was fixed at 300r/min. Reaction temperature was ranged from 110 ℃to 150 ℃with holding time from 2h to 8h and the concentration of the precursor was ranged from 0.25~1.5mol/L. The grain size, phase composition and specific surface area of the synthesized powders were characterized by X-ray diffraction (XRD), transmission electron microscope (TEM) and BET methods. XRD results show that the synthesized powders are all anatase. Calculated grain size is from 6.7 to 10.6nm by Scherrer method. The specific surface area of the powders is ranged from 124 to 240m2/g. The grain size of the powders increases with the increase of the reaction temperature, holding time and precursor concentration. When the precursor concentration is more than 0.5mol/L, the specific surface area decreases with the increase of holding temperature, holding time and precursor concentration. When the precursor concentration is less than 0.5mol/L, the specific surface area
increases with the increase of precursor concentration. 更多还原
【关键词】水热法；纳米TiO2；锐钛矿；TiOSO4；
【Key words】hydrothermal synthesis；nano-TiO2；anatase；TiOSO4；
【文内图片】
20oC下保温2h所得粉体的TEM
高温对钙钛矿La0.65Ca0.18Sr0.17MnO3形貌及磁热效应的影响
Effect of high-temperature on shape and magneto-caloric effect of
La0.65Ca0.18Sr0.17MnO3 perovskite
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包头钢铁学院学报, Journal of Baotou University of Iron and Steel Technology,
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2006年04期
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【作者】李解；王正德；李保卫；
【Author】LI Jie1,WANG Zheng-de2,LI Bao-wei1(1.Metallurgical Engineering Research Institute,Inner Mongolia University of Science and Technology,Baotou,014010,China;2.Biological and Chemical Engineering School,Inner Mongolia University of Science and Technology,Baotou 014010,China)
【机构】内蒙古科技大学冶金工程研究所；内蒙古科技大学生物与化学工程学院；内蒙古科技大学冶金工程研究所内蒙古包头014010；内蒙古包头014010；
【摘要】采用水热合成法制取了La0.65Ca0.18Sr0.17MnO3钙钛矿粉末.通过X射线衍射仪(XRD)测量与扫描电镜(SEM)观测,发现高温不改变纯的La0.65Ca0.18Sr0.17MnO3的晶体结构,但对立方相的
La0.65Ca0.18Sr0.17MnO3的形貌有一定影响.在1.4 T的磁场下,利用自制的ΔTad-T曲线测量仪测得
La0.65Ca0.18Sr0.17MnO3样品的磁热效应,结合其在0.01 T下的M-T曲线图,得出高温影响钙钛矿样品磁热效应测量的实质是:高温改变了钙钛矿粉末的致密度从而影响对其磁热效应测量的准确性. 更多还原
【Abstract】La0.65Ca0.18Sr0.17MnO3 perovskite powder was prepared by hydrothermal method.The experiment shows that high-temperature can not change the crystal structure of pure
La0.65Ca0.18Sr0.17MnO3 powder proved by X-ray diffraction(XRD) but has an effect on the shape of La0.65Ca0.18Sr0.17MnO3(cubic phase) powder according to SEM.The magneto-caloric effect of the perovskite powder was measured by directly using the self-made ΔTad-T curve measurement device at
the magnetic field of 1.4 T and its M-T curve was measured at the magnetic field of 0.01 T.The
high-temperature affects the accurate measurement of magneto-caloric effect of perovskite because it
changes the dense degree of the perovskite powder. 更多还原
【关键词】水热合成；钙钛矿；磁热效应；
水蒸汽对Ni/CeO2-ZrO2-Al2O3催化剂上CO2+CH4重整反应的影响
Influence of CO2 Reforming of CH4 Reaction Perform ance by Adding Vapor on
Ni/CeO2-ZrO2-Al2O3 Catalyst
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化学物理学报, Chinese Journal of Chemical Physics,
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2004年01期
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【作者】李春林；伏义路；孟明；卞国柱；谢亚宁；胡天斗；张静；
【Author】Li Chunlin,Fu Yilu,Meng Ming,Bian Guozhu(Department of Chemical Physics, University of Science a nd Technology of China, Hefei230026)Xie Yaning,Hu Tiandou,Zhang Jing(Institute of High Energy Physics, Chinese Academy of Science, Beij ing100039)
【机构】中国科学技术大学化学物理系；中国科学院高能物理研究所；中国科学院高能物理研究所合肥230026；合肥230026；北京100039；北京100039；
【摘要】用水热合成法制备了Ni/CeO2 ZrO2 Al2 O3 催化剂 .进行了添加和不添加水蒸汽的CH4 +CO2 催化重整反应,测试了活性和稳定性,测量了积碳量,并用XAFS手段测试了催化剂Ni的K吸收边 .结果表明,在反应过程中有CeAlO3 的生成,但积碳是无水蒸汽添加的反应活性降低的原因 .反应气中添加水
蒸汽能够减少积碳,从而提高催化反应的稳定性 .由于碳原子插入Ni晶格,无水蒸汽反应后的最近邻Ni Ni 配位数有较大幅度的减少 .添加了水蒸汽的反应,最近邻Ni Ni配位数比反应前减少幅度小,这主要是由于在反应气中添加水蒸汽减少了积碳,从而稳定催化剂中活性Ni金属结构的结果更多还原
【Abstract】The Ni/CeO 2-ZrO 2-Al 2O 3 catalyst was prep ar ed with the hydrothermal method. The catalytic performance for the CO 2 reformi ng of CH 4 reaction with or without small amount of steam was tested and the am ount of coke deposition was measured. The XAFS of Ni K-edge was attained. The r esults show that the formation of CeAlO 3 occurs in reaction, but the coke depo sition is responsible for the deactivation of the catalyst. The addition of stea m into feed gas can decrease the amount of coke deposition, and promote the stab ility. Due to the carbon atom penetration into the Ni lattice, for the catalyst sample after reaction without the addition of steam into feed gas, the coordinat ion number of the first Ni-Ni shell decreases sharply. For the catalyst sample after reaction with the addition of steam in feed gas, the coordination numbers of the first Ni-Ni shell decrease slightly. It is due to the addition of steam into feed gas, which can suppress the coke formation and maintain the metallic s tructure of active
Ni metal. 更多还原
【关键词】CO2+CH4重整反应；添加水蒸汽；Ni/CeO2-ZrO2-Al2O3催化剂；XAFS；积碳；
【Key words】CO 2 reforming of CH 4 reaction；Steam addition；N i/CeO 2-ZrO 2-Al 2O 3 catalyst；XAFS；Coke deposit；
【文内图片】
Ni/CeO2-ZrO2-Al2O3催化剂上CH4和CO2转化率随时间变化曲线
水蒸汽对H2/CO比的影响
反应30 h后样品的XRD谱
反应后催化剂上的积碳量
还原态样品、反应30 h后样品以及标样Ni箔和NiO的Ni K边XANES谱
还原态样品、反应30 h后样品以及标样Ni箔和NiO的Ni K边的RSF
溶胶-凝胶水热合成法制备纳米CoAl2O4粉体
PREPARATION OF NANOMETER CoAl2O4 POWDERS BY SOL-GEL
HYDROTHERMAL METHOD
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硅酸盐学报, Journal of the Chinese Ceramic Society,
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2006年10期
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【作者】周永强；梁晓娟；于方丽；王芬；罗宏杰；潘明初；
【Author】ZHOU Yongqiang1,LIANG Xiaojuan1,YU Fangli2,WANG Fen2,LUO Hongjie3,PAN Mingchu1(1.Key Laboratory of Pen-mading Industry,Wenzhou University,Wenzhou
325035,Zhejiang;2.Shaanxi University of Science and Technology,Xianyang
712081,Shaanxi;3.Shanghai Institute of Ceramics,Chinese Academy of Sciences,Shanghai
200050,China)
【机构】温州大学制笔行业重点实验室；陕西科技大学；中国科学院上海硅酸盐研究所；温州大学制笔行业重点实验室浙江温州325035；浙江温州325035；陕西咸阳712081；上海200050；
【摘要】以仲丁醇铝和硝酸钴为原料,用溶胶-凝胶水热合成法制备了纳米CoAl2O4粉体,探讨了水热合成中前驱体的制备工艺条件,并用X射线衍射和扫描电镜等手段分析了水热系统中反应温度、反应时间对纳米CoAl2O4粉体的形成以及形貌的影响。结果表明:前驱体在250℃的水热系统中反应24h,能制备出较纯净、结晶完整、粒度均匀、粒径小、尖晶石结构的纳米CoAl2O4粉体,其平均粒度约为50～60nm。更多还原
【Abstract】Nanometer CoAl2O4 powders were prepared by sol-gel-hydrothermal method using aluminum sec-butoxide and cobalt nitrate as the raw materials.The preparing conditions for the precursor were determined.The influence of the reacting temperatures and time on the forming and morphology of products was investigated by X-ray diffraction and scanning electron microscopy.The spinel structured CoAl2O4 nano-powder with high purity,crystallization integrity,fine grain size(50—60 nm)were obtained
through hydrothermal reaction at 250 ℃for 24 h. 更多还原
【关键词】溶胶-凝胶水热合成法；纳米CoAl2O4；粉体；
【Key words】sol-gel-hydrothermal method；nanometer cobalt aluminate；powder；
【文内图片】
不同温度反应24 h所得产物的XRD谱
不同温度反应24 h所得产物的SE M照片
250 ℃不同反应时间产物的XRD谱
250 ℃不同反应时间产物的SEM照片
MCM-41介孔分子筛合成研究Ⅰ.水热合成法
STUDY ON SYNTHESIS OF MESOPOROUS MOLECULAR SIEVE MCM-41 Ⅰ.
Hydrothermal Synthesis Method
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催化学报, CHINESE JOURNAL OF CATALYSIS,
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1999年03期
[给本刊投稿]
【作者】许磊；王公慰；魏迎旭；齐越；
【Author】Xu Lei, Wang Gongwei, Wei Yingxu, Qi Yue (Dalian Institute of Chemical Physics, The Chinese Academy of Sciences, Dalian 116023)
【机构】中国科学院大连化学物理研究所!大连116023；
【摘要】以十六烷基三甲基溴化铵为附加试剂合成了ＭＣＭ４１介孔分子筛，并用ＸＲＤ，ＳＥＭ和ＩＲ等表征手段考察了晶化时间、晶化温度、物料组成和附加试剂用量等对其晶化过程的影响．结果表明，ＭＣＭ４１介孔分子筛的晶化诱导期较长，在晶化后期存在着转晶现象，而且有一较适宜的晶化温度、物料组成和附加试剂用量范围更多还原
【Abstract】The mesoporous molecular sieve MCM 41 was synthesized by hydrothermal synthesis method with hexadecyl trimethyl ammonium bromide as appendage. The effects of crystallization time, crystallization temperature, raw material composition and template content on the crystallization process of MCM 41 were investigated by using XRD, SEM and IR techniques. The results suggested that the crystallization of MCM 41 was characterized by a long induction period and the crystalline conversion in the later period. There are the optimum ranges of the crystallization temperature, raw material
composition and appendage content. 更多还原
【关键词】MCM-41分子筛；水热合成；附加试剂；晶化时间；晶化温度；物料组成；
【Key words】MCM 41 molecular sieve；hydrothermal synthesis；appendage；crystallization time；crystallization temperature；material content；
【文内图片】
水热合成MCM-41介孔分子筛的XRD谱
水热合成MCM-41介孔分子筛的SEM照片
水热合成MCM-41介孔分子筛的晶化曲线
水热合成MCM-41介孔分子筛的IR谱
水热合成MCM-41分子筛初始凝胶三元体系相图
不同晶化温度下水热合成MCM-41分子筛的XRD谱
附加试剂用量对水热合成MCM-41结晶度的影响
添加导向剂合成洗涤剂用4A沸石的研究
Study on the 4A zeolite with guiding agent as additive used for detergent
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无机盐工业, Inorganic Chemicals Industry,
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2004年03期
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【作者】卜天梅；赵志英；郭晋梅；吕鲜翠；
【Author】Pu Tianmei,Zhao Zhiying,Guo Jinmei,Lü xiancui (China Aluminium Co.Ltd.Shanxi
Branch ,Shanxi Hejin 043300,China)
【机构】中铝公司山西分公司；中铝公司山西分公司山西河津043300；山西河津043300；山西河津043300；
【摘要】主要研究了导向剂在采用水热合成法制备洗涤剂用4A沸石过程中的应用性能。研究表明:使用导向剂后,不仅优化了合成洗涤剂用4A沸石的反应条件,而且改善了产品质量,主要技术指标钙交换能力(碳酸钙与无水4A沸石交换质量比)稳定在310mg/g以上,晶粒粒度大大减小,均一,分布范围较窄,使4A沸石产品更适应于在合成洗涤剂中的应用。同时还阐述了导向剂在应用过程中的作用机理。更多还原
【Abstract】The application performance of the guiding agent in the preparation of 4A zeolite used for detergent by hydrothermal synthetic method was studied.The results show that after using the guiding agent,not only the reaction conditions for the synthesis of 4A zeolite can be optimized,but also the quality of the product can be improved.The calcium exchange ability is kept above 310 mg/g,The size of crystal grain is small and homogeneous,and the size distribution is in a narrow range.Therefore,the 4A zeolite is more suitable for the application of detergent.Meanwhile,the working mechanism of the guiding agent in
the application was also explained. 更多还原
【关键词】导向剂；4A沸石；水热合成法；钙交换能力；
【Key words】guiding agent；4A zeolite；hydrothermal synthetic method；calcium exchange ability；
TiO2一维纳米材料及其纳米结构的合成
Synthesis of One-Dimensional TiO2 Nanomaterials and Their Nanostructures
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化学进展, Progress in Chemistry,
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2007年04期
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【作者】张毓芳；张正国；方晓明；
【Author】Zhang Yufang Zhang Zhengguo Fang Xiaoming~(**)(The Key Lab of Enhanced Heat Transfer and Energy Conservation,Ministry of Education,School of Chemical and Energy Engineering,South China University of Technology,Guangzhou 510640,China)
【机构】华南理工大学化工与能源学院传热强化与过程节能教育部重点实验室；华南理工大学化工与能源学院传热强化与过程节能教育部重点实验室广州510641；广州510641；
【摘要】本文对合成TiO2一维纳米材料及其有序纳米阵列的阳极氧化法、模板法以及水热法进行了全面而系统的评述,着重介绍了它们的最新研究进展。阳极氧化法能制备牢固负载于基体上的TiO2纳米管阵列,这有助于构筑TiO2纳米结构及其在纳米器件上的应用;与多种制备技术如溶胶-凝胶工艺、电化学沉积以及原子层沉积等相结合,模板法可以合成出多种形貌的TiO2纳米材料如纳米管、纳米线和纳米棒,并且可以通过改变所用模板的微观尺寸来调控TiO2一维纳米材料及其有序阵列的微结构参数;水热合成法可以制备出直径小且比表面积大的TiO2纳米管粉末。从目前来看,该法还不能制备出牢固负载于基体上的有序纳米阵列。文章最后指出了TiO2一维纳米材料及其有序纳米阵列合成中存在的问题及今后发展方向。更多还原
【Abstract】The methods including anodization process,templated-based approaches and hydrothermal synthesis for preparing one-dimensional TiO2 nanomaterials and their highly-ordered nanoarrays are systematically reviewed.TiO2 nanotube arrays firmly loaded onto substrates,which facilitates the construction of TiO2 nanostructures and has been applied in nanodevices,can be synthesized by the anodization process.TiO2 nanomaterials with various morphologies
（nanotubes,nanowires and nanorods）can be produced by the templated-based approaches combining with different preparation technologies（e.g.sol-gel process,electrochemical deposition and atomic layer deposition）.Furthermore,the parameters of microstructure of the TiO2 nanomaterials and their highly-ordered nanoarrays can be controlled by changing the pore size of the applied
templates.TiO2 nanotubes with small diameter and large surface area can be prepared by the hydrothermal synthetic method.However,it is still difficult to prepare TiO2 highly-ordered nanoarrays firmly loaded on a substrate with the above method.The problems and developing trends in the synthesis
of one-dimensional TiO2 nanomaterials and their nanostructures are presented. 更多还原
【关键词】一维纳米材料；纳米结构；TiO2；阳极氧化法；模板；水热合成；
【Key words】one-dimensional nanomateials；nanostructures；TiO2；anodization；templates；
实验名称：水热法制备纳米TiO2 水热法属于液相反应的范畴，是指在特定的密闭反应器中采用水溶液作为反应体系，通过对反应体系加热、加压而进行无机合成与材料处理的一种有效方法。在水热条件下可以使反应得以实现。在水热反应中，水既可以作为一种化学组分起反应并参与反应，又可以是溶剂和膨化促进剂，同时又是一种压力传递介质，通过加速渗透反应和控制其过程的物理化学因素，实现无机化合物的形成和改进。 水热法在合成无机纳米功能材料方面具有如下优势：明显降低反应温度（100-240℃）；能够以单一步骤完成产物的形成与晶化，流程简单；能够控制产物配比；制备单一相材料；成本相对较低；容易得到取向好、完美的晶体；在生长的晶体中，能均匀地掺杂；可调节晶体生成的环境气氛。 一．实验目的 1.了解水热法的基本概念及特点。 2.掌握高温高压下水热法合成纳米材料的方法和操作的注意事项。 3.熟悉XRD操作及纳米材料表征。 4.通过实验方案设计，提高分析问题和解决问题的能力。 二．实验原理 水热法的原理是：水热法制备粉体的化学反应过程是在流体参与的高压容器中进行，高温时，密封容器中有一定填充度的溶媒膨胀，充满整个容器，从而产生很高的压力。为使反应较快和较充分的进行，通常还需要在高压釜中加入各种矿化物。 水热法一般以氧化物或氢氧化物（新配置的凝胶）作为前驱物，他们在加热过程中溶解度随温度的升高而增加，最终导致溶液过饱和并逐步形成更稳定的氧化物新相。反应过程的驱动力是最后可溶的的前驱物或中间产物与稳定氧化物之间的溶解度差。 三．实验器材 实验仪器：10ml量筒；胶头滴管；50ml烧杯；高压反应釜；烘箱；恒温磁力搅拌器。 实验试剂：无水TiCl4；蒸馏水；无水乙醇。 四．实验过程 1.取10mL量筒, 50mL的烧杯洗净并彻底干燥。 2.取适量冰块放入烧杯中，并加入一定的蒸馏水形成20mL的冰水混合物，用恒温磁力搅拌器搅拌，速度适中。
溶剂热法是在水热法的基础上发展起来的，指密闭体系如高压釜内，以有机物或非水溶媒为溶剂，在一定的温度和溶液的自生压力下，原始混合物进行反应的一种合成方法。它与水热反应的不同之处在于所使用的溶剂为有机物而不是水。水热法往往只适用于氧化物功能材料或少数一些对水不敏感的硫属化合物的制备与处理，涉及到一些对水敏感(与水反应、水解、分解或不稳定)的化合物如Ⅲ一V族半导体、碳化物、氟化物、新型磷(砷)酸盐分子筛三维骨架结构材料的制备与处理就不适用，这也就促进了溶剂热法的产生和发展。 为有机溶剂而不是水。在溶剂热反应中，通过把一种或几种前驱体溶 的比较活泼，反应发生，产物缓慢生成。该过程相对简单而且易于控
制，并且在密闭体系中可以有效的防止有毒物质的挥发和制备对空气敏感的前驱体。 另外，物相的形成、粒径的大小、形态也能够控制，而且，产物的分散性较好。在溶剂热条件下，溶剂的性质（密度、粘度、分散作用)相互影响，变化很大，且其性质与通常条件下相差很大，相应的，反应物（通常是固体）的溶解、分散过及化学反应活性大大的提高或增强。这就使得反应能够在较低的温度下发生。 水热法（Hydrothermal）是19 世纪中叶地质学家模拟自然界成矿作用而开始研究的。1900 年后科学家们建立了水热合成理水热法论,以后又开始转向功能材料的研究。目前用水热法已制备出百余种晶体。水热法又称热液法,属液相化学法的范畴。是指在密封的压力容器中,以水为溶剂,在高温高压的条件下进行的化学反应。水热反应依据反应类型的不同可分为水热氧化、水热还原、水热沉淀、水热合成、水热水解、水热结晶等。其中水热结晶用得最多。在这里简单介绍一下它的原理: 水热结晶主要是溶解———再结晶机理。首先营养料在水热介质里溶解,以离子、分子团的形式进入溶液。利用强烈对流(釜内上下部分的温度差而在釜内溶液产生) 将这些离子、分子或离子团被输运到放有籽晶的生长区(即低温区) 形成过饱和溶液,继而结晶。溶剂热法（Solvothermal）是将反应物按一定比例加入溶剂，然后放到高压釜中以相对较低的温度反应。在这种方法中，溶剂处在高于其临界点的温度和压力下，可以溶解绝大多数物质，从而使常规条件下不能发生的反应可以进行，或加速进行。溶剂的作用还在于它可以在
水热合成反应釜是在一定温度、压力条件下采用水溶液作为反应体系，利用高温高压的水溶液使那些在大气条件下不溶或难溶的物质溶解，或反应生成该物质的溶解产物，通过控制溶液的温度差使产生对流以形成过饱和状态而析出生长晶体。可用于纳米材料的制备、化合物合成、晶体生长等方面，也可以用于小剂量的合成反应，是高校极常用的小型反应釜。 水热合成法生长晶体，是19世纪中叶地质学家模拟自然界成矿作用而开始研究的，地质学家Murchison 首次使用“水热”一词，1905年水热合成法开始转向功能材料的研究。自l9世纪7O年代兴起水热合成法制备超细粉体后很快受到世界许多国家的重视讶。水热合成法(Hydrotherma1)，属液相化学的范畴，是指在特制的密闭反应器(水热合成反应釜)中，采用水溶液作为反应体系，通过对反应体系加热，加压(或自生蒸气压)，创造一个相对高温、高压的反应环境，使得通常难溶或不溶的物质溶解并且重结晶而进行无机合成与材料处理的一种有效方法。在常温常压下一些从热力学分析看可以进行的反应，往往因反应速度极慢，以至于在实际上没有价值，但在水热条件下却可能使反应得以实现。这主要因为在水热条件下，水的物理化学性质(与常温常压下的水相比)将发生下列变化：①蒸汽压变高；②粘度和表面张力变低；③介电常数变低；④离子积变高；⑤密度变低；⑥热扩散系数变高等。在水热反应中，水既可作为一种化学组分起作用并参与反应，又可是溶剂和膨化促进剂，同时又是压力传递介质，通过加速渗透反应和控制其过程的物理化学因素，实现无机化合物的形成和改进。水热合成法既可制备单组分微小单晶体，又可制备双组分或多组分的特殊化合物粉末，克服某些高温制备不可克服的晶形转变、分解、挥发等。并且用水热合成法制备出的纳米晶，晶粒发育完整、粒度分布均匀、颗粒之间少团聚，原料较便宜，可以得到理想的化学计量组成材料，颗粒度可以控制，生成成本低。水热合成法在合成配合物方面具有如下优势：①明显降低反应温度(100℃一250℃)；②能够以单一步骤完成产物的合成与晶化(不需要高温热处理)、流程简单；③能够很好地控制产物的理想配比；④制备单一相材料；⑤可以使用便宜的原材料，成本相对较低；⑥容易得到好取向，更完整的晶体；⑦在成长的晶体中，比其他方法能更均匀地进行掺杂；⑧能调节晶体生长的环境。水热合成法也存在着一些缺点。由于水热反应在高温高压下进行，因此对水热合成反应釜进行良好的密封成为水热反应的先决条件，这也造成水热反应的一个缺点：水热反应的非可视性。只有通过对反应产物的检测才能决定是否调整各种反应参数。前苏联科学院Shubnikov结晶化学研究所的Popolitov等人在1990年报道了用大块水晶晶体制造了透明水热合成反应釜，使得人们第一次直接看到了水热反应过程，实现根据反应随时调节条件的理想。另外，水热合成法往往只适用于氧化物功能材料或少数一些对水不敏感的硫属化物的制备与处理。这些缺陷已被溶剂热法所弥补。 1 水热合成法分类 水热合成法可分为以下几种类型： (1)水热氧化：高温高压水、水溶液等溶剂与金属或合金可直接反应生长性的化合物。 例如：M+[0]——MxOy其中M为铬、铁及合金等 (2)水热沉淀：某些化合物在通常条件下无法或很难生成沉淀，而在水热条件下却生成新的化合物沉淀。例如：KF+MnCI2——KMnF2 (3)水热合成：可允许在很宽的范围内改变参数，使两种或两种以上的化合物起反应，合成新的化合物。例如：FeTiO3+K0H——K20?nTiO2 (4)水热还原：一些金属类氧化物、氢氧化物、碳酸盐或复盐用水调浆，无需或只需极少量试剂，控制适当温度合氧分压等条件，即可制得超细金属粉体。 例如：MexOy+Hz——xMe+yHzO 其中Me为银、铜等 (5)水热分解：某些化合物在水热条件下分解成新的化合物，进行分离而得单一化合物超细粉体。 例如：ZrSiO4+NaOH——ZrO2+NaSiO3 (6)水热结晶：可使一些非晶化合物脱水结晶。 例如：AI(OH)3——Al203?H20 2 水热合成法反应装备 东台市吉泰不锈钢制品厂专业生产水热合成反应釜、高压水热釜、高压釜、闷罐等。外罐采用优质304
水热合成 摘要：水热合成已成为无机合成化学的一个重要分支。水热反应主要以液相反应机理为其特点，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可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。 关键词：水热合成高温高压水热合成 水热合成概述 水热合成已成为无机合成化学的一个重要分支。水热合成化学是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的化学分支。水热合成是指在一定温度（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。 水热合成化学侧重于研究水热条件下物质的反应性、合成规律及产物的结构与性质。反应需耐高温高压与化学腐蚀的设备。体系处于非平衡状态，需用非平衡热力学理论研究合成化学问题。水热化学也侧重于水热条件下特殊化合物与材料的制备、合成和组装，及固相反应无法制得的物相或物种，或使反应在相对温和的水热条件下进行。 水热反应主要以液相反应机理为其特点，而固相反应主要以界面扩散为特点。机理上的不同可导致不同结构的材料生成，如液相条件能生成完美晶体、固相合成能获得非整比化合物等，即材料的微结构、性能等与材料的来源密切相关。水热合成化学的特点 ①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。 ②水热与溶剂热条件下中间态、介稳态及特殊物相易于生成，因此能合成与 开发一系列特种介稳结构、特种凝聚态的新合成产物。 ③能够使低熔点化合物、高蒸气压且不能在融体中生成的物质、高温分解相 在水热与溶剂热低温条件下晶化生成。
水热合成法在纳米材料制备中的研究进展和应用 化学1401班1412010121 周钰坤 （沈阳化工大学应用化学学院，辽宁沈阳110142） 摘要：纳米材料的制备是近年来的研究热点之一。其中水热合成法制备纳米颗粒的方法由于其独特的优良性能被广泛应用。本文综述了水热合成的分类，特点，装置，应用研究现状与进展，分析了水热合成法存在的问题和发展方向。 关键词：水热合成纳米材料溶剂热合成 Research Progress and Application of Hydrothermal Synthesis for Preparing Nanomaterial Yukun Zhou (School of Applied Chemistry ,Shenyang University of Chemical and Technology,Shenyang， 100142 Liaoning) Abstract：Preparation of nanomaterial is one of the hottest research in recent years. Hydrothermal synthesis is widely used to prepare nanomaterial due to its unique and excellent performance. The catalogue ,characteristicand its research and development were widely reviewed based on a large number of documents .The problem existing in its using and the development directions were also analysed in this paper . Key words : hydrothermal synthesis nanomaterial solvothermalsynthesis 纳米材料狭义上指的是至少有一维在1-100纳米范围内的材料，广义上讲，纳米材料是指具有纳米小尺寸效应的材料。由于纳米材料有常规材料不具备的特性，制备成为近几十年来的研究热点。水热法收到了很多学者的青睐。 水热法是指将反应物放置在高压反应釜中，用水作溶剂，对反应物进行高温加热和加压，使得在正常情况下难溶或者不溶于水的物质溶解并参与反应的方法。 1、水热法的分类 按照设备分类分为：“普通水热法”和“特殊水热法”。特殊水热法是指在“普通水热法”的基础上，加上外加力场，如微波场，电场和磁场等等。 按照温度分类，分为低温水热法和超临界水热法。低温水热法温度范围在100-250℃之间。超临界水热法指的是在水的临界点（374℃，22.1MPa）下进行反应。 2、水热法的特点 在高温高压下，水的物理化学性质发生改变，比如，粘度下降，溶解度增强等等。这都可以促进反应物分解和加速离子反应，可以用来制备微晶和单组分和多组分特殊化合物粉末，克服某些高温制备不可克服的晶型转变，分解和会发的困难[1]。 水热法的优点： ①设备简单便宜，主要运用高压反应釜，容易操作，能耗低； ②水热条件下，水的粘度下降，使得传质阻力减小，扩散速率增大，反应活性提高； ③原料易得，产率较高，物相均匀，纯度高，特别适用于合成特殊结构和晶形完美的材料。
水热与溶剂热合成技术研究进展综述 摘要：水热与溶剂热合成是无机合成中的重要技术，在大多技术领域得到广泛的研究和应用，是近年来十分活跃的研究领域。本文概述了水热与溶剂热合成的基本特点和反应类型，综述近年来水热与溶剂热合成技术的应用以及研究进展。关键词：水热合成；溶剂热合成；无机合成技术；应用；研究进展；现状。 1 前言 水热和溶剂热合成研究工作经久不衰并逐步演化出新的研究课题如水热条件下的生命起源问题以及与环境友好的超临界水氧化过程。由于水热与溶剂热合成化学在材料领域的广泛应用，世界各国越来越重视这一领域的研究。 水热与溶剂热合成是指在一定温度(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，是研究物质在高温和密闭高压溶液条件下的化学行为与规律的化学分支。水热法是模拟自然界中某些矿石的形成过程而发展起来的一种软化学合成法，已被广泛地应用于材料制备、化学反应和处理，不仅在实验室里得到了应用和持续的研究，而且实现了产业规模的人工水晶水热生长，成为十分活跃的研究领域。溶剂热反应是近年来材料领域的一大研究热点，它是水热反应的发展，与水热反应的不同之处在于所使用的溶剂为有机溶剂而不是水。与其它制备路线相比，溶剂热反应的显著特点在于反应条件非常温和，可以稳定亚稳物相、制备新物质、发展新的制备路线等。 2水热与溶剂热合成基础 2.1 水热与溶剂热合成的基本特点 水热法是指在密闭的不锈钢反应釜中，以水为溶剂，在一定温度下，在水自身产生的压强（即水的自生压强）下，反应混合物进行反应生成产物的合成方法。溶剂热反应是水热反应的发展，该法以非水溶剂代替水，不仅扩大了水热技术的应用范围，而且由于溶剂处在近临界的状态下，能够实现通常条件下无法实现的许多反应，合成通常条件下无法制得的物相或物种，并且能生成介稳态结构的材料，很大程度上扩展了纳米功能材料合成的领域[1]。 水热与溶剂热合成研究特点之一是，在高温高压条件下，水或其它溶剂处于临界或超临界状态，反应活性提高。物质在高温高压溶剂中的物理性能与化学反
水热合成法是一种常用的无机材料的合成方法，在纳米材料、生物材料和地质材料中具有广泛的应用。水热/溶剂热合成法的主要步骤是将反应原料配置成溶液在水热釜中封装并加热至一定的温度（数百摄氏度）。水热釜使得该合成体系维持在一定的压力范围内，在这种非平衡态的合成体系内进行液相反应往往能够制备出具有特殊优良性质的材料。 水热合成是指温度为100～1000 ℃、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它的优点：所的产物纯度高，分散性好、粒度易控制。 水热合成法是一种常用的无机材料的合成方法，在纳米材料、生物材料和地质材料中具有广泛的应用。水热/溶剂热合成法的主要步骤是将反应原料配置成溶液在水热釜中封装并加热至一定的温度（数百摄氏度）。水热釜使得该合成体系维持在一定的压力范围内，在这种非平衡态的合成体系内进行液相反应往往能够制备出具有特殊优良性质的材料。 [编辑]水热合成法的分类 根据加热温度，水热法可以被分为亚临界水热合成法和超临界水热合成法。通常在实验室和工业应用中，水热合成的温度在100-240℃，水热釜内压力也控制在较低的范围内，这是亚临界水热合成法。而为了制备某些特殊的晶体材料，如人造宝石、彩色石英等，水热釜被加热至1000℃，压力可达0.3 GPa，这是超临界水热合成法。 [编辑]水热合成法的应用 ?制备单晶 ?制备有机-无机杂化材料 ?制备沸石 ?制备纳米材料 锂离子电池阴极材料Li1+x Mn2O4的水热合成及表征 Hydrothermal Synthesis and Characterization of Cathode Materials Li1+x Mn2O4 for Rechargeable Lithium ion Batteries