无机合成材料
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无机材料的合成方法无机材料的合成方法有多种,下面将详细介绍四种常见的合成方法:1. 燃烧反应法:燃烧反应法是最常见的一种无机材料合成方法。
该方法通常使用氧化物、碳酸盐或硫酸盐等无机物作为原料,并在高温下进行燃烧反应。
这种方法通常需要用到特殊的燃烧设备,如电炉或燃烧炉。
通过控制燃烧反应的温度、气氛和时间等条件,可以得到具有特定形态和结构的无机材料。
例如,氧化铝可以通过铝的燃烧反应,在高温下合成。
2. 沉淀法:沉淀法是一种将溶液中的金属阳离子转化为固体无机材料的方法。
该方法通常通过将金属盐溶液与沉淀剂反应,将金属离子还原成纳米颗粒或晶体结构。
沉淀剂可以是NaCl、NaOH等,通过调整溶液的PH值和温度等条件,可以控制无机材料的粒径和形态。
例如,通过将氯化钠与硝酸钡的溶液反应,可以得到纯净的硫酸钡沉淀。
3. 水热合成法:水热合成法是一种在高压、高温水溶液中合成无机材料的方法。
水热合成法可以控制材料的晶形、晶粒大小和形态等特性,通常用于合成具有特殊形貌和结构的纳米材料。
该方法一般是通过控制反应物的浓度、溶剂的类型和温度等条件,调控材料的合成过程和结果。
例如,通过在水热条件下将氯化钛和氯化铵溶解在水中,可以合成纳米级的四氧化三钛。
4. 气相沉积法:气相沉积法是利用气态前体,在高温和真空条件下合成无机材料。
该方法通常使用金属有机化合物等气态前体,将其通过热解或气相反应转化为纳米颗粒或晶体结构。
气相沉积法可以控制材料的形貌、尺寸和组成等特性,通常用于制备薄膜和纤维等材料。
例如,通过将金属有机化合物混合在惰性气体中,在高温条件下反应,可以制备出金属纳米颗粒。
总之,无机材料的合成方法有燃烧反应法、沉淀法、水热合成法和气相沉积法等多种。
这些方法可以根据材料的需求和应用进行选择,并通过调控反应条件和控制材料特性,实现对无机材料合成的精确控制。
材料科学中的无机材料合成无机材料是一类在材料科学中非常重要的材料,其所具有的特性和性质是有机材料无法替代的。
因此,无机材料的合成及制备技术是材料科学中极为关键的一环。
在无机材料的合成中,合理选择合成方法、控制合成条件、提高材料性能等方面都是需要不断研究和探索的。
一、无机材料合成方法目前,无机材料的合成技术主要包括溶剂法、气相合成法、水热法、溶胶凝胶法、流动化床反应法等多种方法。
这些方法各具优缺点,根据不同的材料需求和具体条件进行选择。
溶剂法是将化学物质溶于溶剂中,通过溶液反应形成无机材料的方法。
常用溶剂有水、有机溶剂等。
此方法对材料的组成、形态、尺寸等控制目标较高,适合于精细结构、复杂形态和定量控制的合成。
但该方法存在很多问题,如需要额外消耗大量能量以获得适合反应的溶剂,产品分离困难,容易产生废水和废气等。
气相合成法是利用气态反应物直接在高温高压下进行反应,形成无机材料的方法。
该方法适合制备较高纯度、均匀粒径的材料,产品纯度高,制备速度快,尤其对轻质材料的制备效果更好。
但该方法也存在诸多问题,如温度、压力、气体流量等多项参数难以优化,流程复杂,设备昂贵等。
水热法是一种高温高压下利用水分子的各种特性进行合成的方法。
在一定温度、压力下,水分子能够形成一定的空间、构型和极性,在此条件下反应的物质形成无机材料。
该方法成本低、操作简单,能够制备出高纯度的复杂无机材料,且不需要额外消耗溶剂,具有良好的环保性。
溶胶凝胶法是利用反应物在溶液中形成胶体或溶胶,经干燥和热处理后形成具有均匀孔径和分散度的粉末材料。
该方法适用于制备薄膜、粉末、微球等,且能够较好地控制材料的形貌、组成和尺寸。
但该方法制备过程中较慢、有很多中间步骤,工艺复杂需仔细控制反应条件。
流动化床反应法是利用气体将微粒物料充分悬浮,形成流化床,通过提高物料与气体的接触性,增加物料的反应能力。
该方法操作简单,反应区的温度均匀,且能够快速合成孔径、孔壁等不同形态的无机材料。
无机材料的合成与表征方法研究引言:无机材料是指不含碳元素的材料,具有多种物理、化学性质和广泛的应用领域。
在化学领域,无机材料的合成与表征方法是研究无机材料的基础,对于理解材料的结构与性能之间的关系具有重要意义。
本文将介绍无机材料的合成方法和表征技术,并展示其在材料科学和工程中的应用。
一、无机材料的合成方法1. 沉淀法沉淀法是合成无机材料的一种常见方法,通过溶液中原子、分子离子的聚集形成固体颗粒。
这种方法简单易行,适用于合成多种无机材料,如金属氧化物、负载型催化剂等。
2. 水热合成法水热合成法利用高温高压的条件,在水溶液中合成无机材料。
通过调节反应条件(温度、压力、反应时间等),可以控制材料的形貌、晶相和尺寸。
水热法适用于含有水溶解性物质的合成,如金属氧化物、无机纳米材料等。
3. 气相沉积法气相沉积法是将气体中的原料在高温高压下通过化学反应形成固体材料。
这种方法适用于合成薄膜和纤维状材料,如二氧化硅薄膜、碳纳米管等。
4. 溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法是通过溶胶→凝胶→干胶→烧结的过程形成无机材料。
这种方法适用于合成陶瓷材料和复杂结构的纳米材料,具有优异的可控性和良好的均匀性。
二、无机材料的表征方法1. X射线衍射(XRD)X射线衍射是一种常用的无机材料表征方法,通过测量材料对入射X射线的散射模式来确定晶体结构和晶体学参数。
这种方法适用于分析样品的晶体结构、相纯度和晶体形貌。
2. 扫描电子显微镜(SEM)扫描电子显微镜是一种高分辨率的显微镜,可以观察材料的表面形貌和显微结构。
通过SEM图像的分析,可以获取材料的表面形貌、颗粒大小和形状等信息。
3. 透射电子显微镜(TEM)透射电子显微镜是一种能够观察材料内部结构的高分辨率显微镜。
通过透射电子显微镜的观察,可以获取材料的晶体结构、晶格参数、微观形貌等信息。
4. 红外光谱(IR)红外光谱是一种用于研究无机材料化学结构的方法。
在红外光谱中,材料的吸收峰对应于材料内部分子的振动模式,可以确定材料的化学键和功能基团。
无机材料合成方法
1. 嘿,你知道固相合成法吗?就好像搭积木一样,把不同的固体物质放在一起,经过一定条件,它们就神奇地变成新的无机材料啦!比如说制造陶瓷,那可真是个神奇的过程呀!
2. 液相合成法也很有趣哦!想象一下把各种物质溶解在液体里,就像调魔法药水一样,然后会产生意想不到的变化呢。
好比制作一些特殊的溶液,然后就能得到我们想要的无机材料啦,多有意思呀!
3. 气相合成法呢,类似于让气体们来一场奇妙的聚会。
它们在特定条件下相互作用,哇塞,新的无机材料就诞生了!就像某种神秘的气体仪式,是不是很神奇?
4. 水热合成法呀,就如同让材料在温暖的水中成长发育。
比如合成水晶的时候,不就像在温水里孕育出美丽的宝物吗?
5. 溶胶-凝胶法,这可是个精细活儿呢。
就好像用胶水一点点塑造出精致的作品,通过这种方法可以得到很特别的无机材料哟,你不想试试看吗?
6. 燃烧合成法听起来就很刺激吧!就像一场热烈的火焰派对,快速地产生新的无机材料。
好比快速燃烧出一些独特的化合物,多带劲呀!
7. 微波合成法,可不是微波炉那么简单哦!它就像用微波给材料施魔法一样,快速又高效。
就像一下子让材料变得不一样了,是不是超厉害?
8. 电化学合成法,岂不是和电打交道?没错呀,就像电赋予了材料新的力量一样。
像在进行一场电子的舞蹈,从而合成无机材料,很神奇吧!
9. 仿生合成法,简直就是模仿大自然的杰作呀!仿照生物的结构和原理来合成无机材料,多酷呀。
就像向大自然这位大师学习,能创造出好多新奇的东西呢!
我的观点结论就是:无机材料合成方法真是五花八门,各有各的奇妙之处,每一种都值得我们去深入探索和了解呀!。
无机材料合成方法无机材料合成方法是研究和制备各种无机材料的关键步骤,它对于材料科学和工程领域的发展起着重要的推动作用。
本文将介绍几种常用的无机材料合成方法,并讨论它们的优缺点以及适用范围。
一、溶液法合成溶液法是最常用的无机材料合成方法之一。
它的基本原理是通过将适量的溶剂中溶解适量的金属离子或化合物,并进行适当的处理,从而得到所需的无机材料。
溶液法具有反应条件温和、操作简单、容易控制产物形态以及适用范围广等优点。
在实际应用中,溶液法合成可以分为沉淀法、水热法和水热合成法等多种方法。
沉淀法是指通过控制反应条件,使溶液中的沉淀物达到一定的固相浓度,然后进行沉淀分离和热处理来制备无机材料。
水热法则是利用高温高压条件下的水热反应来完成材料的合成。
水热合成法则是在水热条件下,将金属离子和有机模板分子共同反应,通过水热合成过程形成无机材料。
尽管溶液法合成具有许多优点,但也存在一些局限性。
比如,溶液法合成的过程中可能产生大量的溶剂废液,处理成本较高。
同时,溶液法合成中产物的纯度和晶型控制也是一个挑战,需要通过优化反应条件来获得所需的材料性质。
二、气相法合成气相法是另一种常用的无机材料合成方法。
它的基本原理是通过将气体或气态前驱物在适当的条件下进行反应,从而制备无机材料。
气相法具有反应速度快、产物纯度高、晶型控制好等优点。
气相法合成常用的方法包括化学气相沉积法、物理气相沉积法和热分解法等。
化学气相沉积法是将气态前驱物通过催化剂的作用在固体表面进行化学反应,生成无机材料。
物理气相沉积法是通过将气态前驱物蒸发,然后在底板上进行凝结,最终形成材料薄膜。
热分解法则是将气态前驱物加热至高温条件下,使其分解生成无机材料。
然而,气相法合成也存在一些问题。
例如,操作条件要求严格,需要高温高压条件下进行反应。
此外,气相法合成的过程中可能产生有毒气体,需要进行有效的排放和处理,以保护环境和人身安全。
三、固相法合成固相法合成是将适量的固体反应物在适当的温度和压力下进行反应,从而制备所需的无机材料。
无机材料的制备方法无机材料是指由无机物质制备而成的材料,通常为非金属材料,如陶瓷、玻璃、金属氧化物等。
无机材料具有独特的物理化学性质,广泛应用于能源、电子、医药、环境等领域。
无机材料的制备方法多种多样,可以通过化学法、物理法和生物法等方式进行制备。
一、化学法化学法是制备无机材料最常用的方法之一。
化学法包括溶胶-凝胶法、燃烧法、水热合成法、沉淀法、溶剂热法等多种方法。
1. 溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法是一种制备无机材料的常用方法。
为了制备溶胶,可以将无机盐溶解在溶剂中,并通过酸碱中和、气泡法等方式加速胶体的形成。
而凝胶的制备则是通过溶胶的凝胶化反应得到的。
最后,经过干燥或煅烧,即可获得无机材料。
2. 燃烧法燃烧法是通过将金属盐和硝酸铵等结合进行燃烧反应来制备无机材料。
该方法具有成本低、操作简单的特点,适用于大规模生产。
3. 水热合成法水热合成法利用高温高压的水溶液环境,在特定条件下通过溶剂的热化学反应制备无机材料。
水热法可以实现无机材料的形貌控制和粒径调控,具有较高的制备效率。
4. 沉淀法沉淀法是通过在溶液中加入沉淀剂,使溶液中的金属离子形成沉淀,进而得到无机材料。
该方法制备简单,适用于制备大量无机材料。
5. 溶剂热法溶剂热法是通过在高温高压的溶剂中,促使激活剂与前驱体反应,从而制备无机材料。
溶剂热法可以控制材料的形貌、尺寸和单晶性能,适用于制备纳米级无机材料。
二、物理法物理法是通过物理手段来制备无机材料,主要包括熔融法、气相沉积法和高能球磨法等。
1. 熔融法熔融法是将材料加热至熔化状态,通过冷却形成无机材料。
该方法适用于高熔点的无机材料,如金属和金属氧化物。
2. 气相沉积法气相沉积法是通过气相反应使气体中的前驱体在基底表面形成无机材料。
常用的气相沉积法有化学气相沉积法(CVD)和物理气相沉积法(PVD)等。
3. 高能球磨法高能球磨法利用高能球磨机在球磨容器中进行无机材料的制备。
球磨过程中,球磨体与材料之间的碰撞和摩擦产生高能,从而进行化学反应或物理变化。
无机材料的合成与性能研究无机材料是指不含碳氢化合物的材料,包括金属、陶瓷、玻璃等。
它们广泛应用于能源、催化剂、电子器件等领域。
本文将从合成方法和性能研究两个方面来探讨无机材料的相关内容。
一、合成方法无机材料的合成方法多种多样,下面介绍几种常见的方法。
1. 水热法水热法是一种常用的无机材料合成方法。
通过在高温高压的水环境下进行反应,利用水的溶解性和可调控的化学环境来合成所需材料。
这种方法简单易行,且可以得到晶体结构良好的材料。
2. 气相沉积法气相沉积法是利用气相化学反应来合成无机材料的方法。
常用的气相沉积方法有化学气相沉积(CVD)和物理气相沉积(PVD)。
CVD 是在气相中通过化学反应得到所需材料,PVD则是通过物理手段将材料从气相直接沉积到基底上。
这种方法适用于合成高纯度、高质量的薄膜材料。
3. 溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法是通过将溶胶转变为凝胶来制备无机材料的方法。
溶胶是指微米尺度下的均匀分散的颗粒,凝胶是指胶体在内部形成大分子网络。
这种方法可以制备多孔材料,并且对材料的形貌和孔隙结构有较好的控制。
二、性能研究无机材料的性能研究是评价其应用性能和改进工艺的关键环节。
下面介绍几个常见的性能研究内容。
1. 结构表征结构表征是通过各种手段来研究无机材料的晶体结构、形貌以及结构与性能之间的关系。
常用的结构表征方法包括X射线衍射、扫描电子显微镜和透射电子显微镜等。
这些方法可以帮助研究人员了解材料的晶体结构及其变化规律,为进一步的性能研究提供基础。
2. 光电性能光电性能是指无机材料对光的吸收、发射和传输性能。
研究无机材料的光电性能可以应用于光催化、光电子器件等领域。
常用的光电性能测试方法包括紫外可见吸收光谱、荧光光谱和光电导等。
3. 电化学性能电化学性能是指无机材料在电化学反应中的性能表现,如电容、电导率、电化学稳定性等。
这些性能与材料的组成、结构和表面等因素密切相关,研究无机材料的电化学性能可以为其应用于电池、传感器等领域提供指导。
无机合成原料
无机合成原料主要指那些不包含碳-氢键的化合物,如无机酸、无机碱、金属氧化物、无机盐等。
这些原料在工业生产和科学研究中有着广泛的应用,例如在化学工业中用于制造各种无机化学品,如酸、碱、盐、氧化物等;在材料科学中用于合成新型的无机材料;在农业中用作肥料和农药等。
以下是一些常见的无机合成原料:
1.无机酸:如硫酸、盐酸、硝酸等,可用于制造各种酸类和衍生物。
2.无机碱:如氢氧化钠、氢氧化钾等,可用于制造各种无机化合物。
3.金属氧化物:如氧化钙、氧化镁等,可用于制造各种金属盐类和氧化物。
4.无机盐:如氯化钠、硫酸钠等,可用于制造各种无机盐类和衍生物。
5.金属单质:如铁、铝、铜等,可用于制造各种金属制品和合金。
这些无机合成原料具有广泛的应用前景,通过进一步的研究和开发,可以合成出更多具有优异性能的新型无机材料,为人类的生产和生活带来更多的便利和效益。
无机材料的合成方法及性能研究无机材料在现代工业生产、科学研究和医药领域中都具有极为重要的地位。
除了天然矿石等物质外,人们还能通过各种方法制备出不同性质的无机材料。
本文将从无机材料的合成方法及性能研究,介绍几种常用的制备工艺以及材料的基本性质。
一、沉淀法沉淀法是制备无机材料的基础方法之一。
该方法可以使用溶液中的化学反应产生的沉淀来制备所需的材料。
这种方法的优点是操作简单,成本低廉。
同时,也可以通过调节反应条件和沉淀物的形态来控制材料的性质。
例如,可以通过改变沉淀的pH值、温度或添加剂等实现不同晶相、粒径和纯度的材料制备。
二、高温合成法高温合成法是一种通过高温以气相或化学反应产生产生材料的方法。
由于这种方法生产的材料具有高强度、高韧性和高耐热性等特性,而且能够制备出微小纳米晶体,因此被广泛地应用于制备各种高性能材料。
高温固相反应也是一种常用的高温合成法,该方法通常需要通过高温下,将几种化学原料混合在一起,体系中的气相、液相和固相发生反应,最终得到结晶体。
三、气相沉积法气相沉积法是制备无机材料的一种特殊方法。
该方法利用导致气体混合后产生化学反应的加热限制为材料沉积的表面。
这种方法可以制备出高质量、高纯度、高晶化度、高溶解度和均匀厚度的材料。
但是,由于该方法需要高成本的仪器和操作条件,因此只在特定场合使用。
四、等离子体法等离子体法是一种制备薄膜的方法。
该方法基于等离子体技术:通过加热、离子化和高电场等条件,在外界电场作用下将气体转化为高能电探子. 等离子体体系也被广泛研究制备出可用的纳米薄膜。
基于上述制备方法,各种不同类型的无机材料得以产生。
例如,氧化铝、氧化硅、氧化钇、锌氧化物、二氧化钛和氟化硅等常见的材料。
这些材料的特点和应用领域有所差异。
以下简要介绍这些材料的特点及应用:1. 氧化铝氧化铝是常见的无机材料之一。
它是一种不易通电且抗腐蚀性能较好的材料。
由于氧化铝结构紧密,表面平整,因此使用广泛,如制备催化剂、生产电子和气体的隔离膜等。
未来之材料:无机合成材料的革新和发展
随着科技的不断进步和人类社会的发展,无机合成材料作为一种
重要的新型材料,已经引起了越来越多的关注。
未来,无机合成材料
将成为材料领域的一道风景线。
无机合成材料具有很高的强度、硬度、耐磨性和耐腐蚀性,是现
代工业不可或缺的重要材料。
但是,传统的无机合成材料在制备过程
中需要高温高压,生产成本较高,且材料性能受到很大限制。
因此,
寻求无机合成材料的新制备方法,成为了当前研究的热点之一。
在这个领域,化学合成方法、物理合成方法和生物合成方法等多
种技术手段应运而生。
其中,纳米晶体技术、材料化学计算和先进制
备技术等新兴技术更是为无机合成材料的研究带来了新的方向和突破。
未来,无机合成材料的发展趋势将呈现出以下几个特点:
1. 具备更强的太阳能能量转换效率;
2. 更好的高温、高压和强腐蚀条件下的耐性能;
3. 更优异的光电功能和磁学特性,以更好地满足信息存储和传输、医疗及环境保护等领域的需求;
4. 更简单、环保的生物制造方式,为人类建造更美好的未来。
综上所述,无机合成材料作为未来材料的重要组成部分,其发展和革新,将推进人类社会发展的进程。
未来,我们需要不断拓展想象空间,创新技术方法,推动无机合成材料的进一步发展。
无机材料合成及工艺复习提纲主要题型:填空、选择、名词解释、简答、综合实践〔材料合成设计〕第一章绪论1、化学的核心任务:是研究化学反响与创造新物质;无机合成化学的目标:是为创造新物质和新材料提供高效、对环境友好的定向合成与制备手段,并在此根底上逐步开展无机材料的分子工程学。
无机合成内容:经典合成—极端条件下合成—特殊的合成—软化学和绿色合成方法典型无机化合物的合成——典型无机材料的合成2、现代无机合成化学研究成果的先进性表现在哪四个方面?⑴高难度合成与特殊制备技术的快速开展使具有复杂功能体系的新化合物、物相与物态合成数量大幅度增加,开发了大量复合、杂化与组装材料;⑵在合成与制备化学开展的根底上开拓了大量新合成反响、合成路线与合成技术,包括极端条件下的合成,各类高选择性合成反响技术等;⑶生产过程中绿色(节能、高效、干净、经济)合成路线的研究与开发;⑷特定功能与生物活性的化合物、分子集合体与材料的分子设计、定向合成与分子(晶体)工程研究的积极开展。
3、软化学合成的概念及其特点。
〔储氢合金的工作〕软化学是相对于硬化学而言的。
它是指在较温和条件下实现的化学反响过程。
软化学合成也属绿色化学范畴。
〔水法冶金〕特点:1.不需用高纯金属作原料;2.制得的合金是有一定颗粒度的粉末,不需在使用时再磨碎;3.产品本身具有高活性;4.产品具有良好的外表性质和优良的吸放氢性能;5.合成方法简单;6.有可能降低本钱;7.为废旧储氢合金的回收再生开辟了新途径4、极端条件下的合成中极端条件包含哪些要素?〔金刚石晶体的生成〕极端条件是指极限情况,即超高温、超高压、超真空及接近绝对零度、强磁场与电场、激光、等离子体等。
5、特种功能材料的设计指开展特定构造无机化合物或功能无机材料的分子设计、剪裁与分子工程学的研究。
以特定的功能为导向,在分子水平上实现构造的设计和构建,研究分子构件的形成和组装规律,并在此根底上对特定性能的材料进展定向合成。
〔碳纳米管的手性可控制备和修饰〕〔光电功能材料〕6、化学仿生学:指在分子水平上模拟生物的功能,将生物的功能原理用于化学,借以改善现有的和创造崭新的化学原理和工艺的科学.(仿生膜)关键是巧妙选择适宜的无机物沉积模板7、纳米材料的尺度:纳米材料是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围(1-100nm)或由它们作为根本单元构成的材料,这大约相当于10~100个原子严密排列在一起的尺度。
纳米晶的制备:①化学沉淀法②化学复原法③溶胶-凝胶法④水热-溶剂热法⑤热分解法⑥微乳液法⑦高温燃烧合成法⑧模板合成法⑨电解法8、绿色化学的特点和核心绿色化学是指:在制造和应用化学产品时应有效利用(最好可再生)原料,消除废物和防止使用有毒的和危险的试剂和溶剂。
〔循环反响:索尔维制碱法。
侯德榜的氨碱法〕〔稻草变黄金:超临界二氧化碳的合成。
二氧化碳既是溶剂又是反响物〕绿色化学的特点和核心:◇充分利用资源和能源,采用无毒、无害的原料;◇在无毒、无害的条件下进展反响,以减少向环境排放废物;◇提高原子的利用率,力图使所有作为原料的原子都被产品所消纳,实现“零排放〞;◇生产出有利于环境保护、社区平安和人体安康的环境友好的产品。
第二章化学热力学与无机合成1、化学热力学在合成中的作用〔指导意义〕无机合成反响的首要任务是设计合成方法,合成反响设计的方法随合成目标物的不同而有很大的不同,但都是先从热力学的可能及经济有利开场的。
根据热力学原理,从不同角度分析各种无机化学反响,就可以得到化学反响在指定情况下能否发生、化学反响发生的难易、产物的稳定性等信息。
这对于合成新的无机化合物,或寻找老化合物新的合成方法,或对合成产物的别离,以及合成过程中对能量的增补、减少,控制反响器温度等重要过程都是很有指导意义的,在很大程度上可以减少工作的盲目性。
2、 Ellingham 图的原理及应用〔课件〕耦合反响的概念当反响A 的,从热力学观点来看,该反响根本上不能进展。
但是如果再合并另一个反响B ,反响B 又符合下面两个条件:①反响B 能把反响A 中不需要的产物消耗掉;②反响B 的为很大的负值,能使总反响 于是,原来单独不能自发进展的反响A ,在反响B 的帮助下,合并在一起的总反响就可以进展了。
这种情况称为偶合反响〔coupled reaction 〕。
应用:⑴单质磷的制备⑵ TlCl 4的制备〔3〕氧化法制备CuSO 43、标准平衡常数在无机合成中的应用用Q 判断反响的进展程度 3、 泡佩克斯图的原理与应用〔课件〕电位-pH 图应该称为“泡佩克斯〔Pourbaix 〕图〞。
它是关于电对的电极材料-参加反响各物种浓度-温度-溶液酸度的关联图第三章低温合成/高温合成/高压合成与应用 〔物质第四态—等离子态、物质第五态—超导态和超流态〕1、 获得低温的方法及一些应用⑴ 恒温低温浴:低温合成需要的低温源装置可分为制冷浴与相变制冷浴。
〔干冰啤酒〕 ⑵ 制冷产生低温θA >∆G θG ∆0θB θA θ〈∆+∆=∆G G G θK Q <θK Q =θK Q > 反响正向进体系处于平衡状态反响逆向进展⑶低温恒温器⑷储存液化气体的装置①储存液化气体的杜瓦瓶②储存液化气体的钢瓶〔应装单向阀门,防止回火。
输入气体压力表指压不应为零〕应用:⑴稀有气体化合物的合成①KrF2的低温放电合成②XeO4的低温水解合成③XeF2的低温光化学合成④RnF2的低温光化学合成⑵金属、非金属同液氨的反响①碱金属及其化台物同液氨的反响(制备NaNH2)②碱土金属同液氨的反响③某些化合物在液氨中的反响④非金属同液氨的反响⑤液氨中配合物的生成⑶低温下挥发性化合物的合成①二氧化三碳的合成②氯化氰的合成③磷化氢的合成④甲硅烷的制备⑤甲锗烷的制备⑥乙硼烷的制备⑷低温下气体的别离①低温下的分级冷凝②低温下的分级减压蒸发③低温吸附别离(从空气别离出来的稀有气体混合物如用吸附剂反复进展吸附、解吸操作就可达提纯目的。
吸附剂可用活性炭、硅胶等)④低温化学别离2、高温的获得方法⑴电阻炉⑵高温箱形电阻炉⑶碳化硅电炉⑷碳管炉⑸钨管炉⑹感应炉⑺电弧炉3.⑴高温下的固相合成反响(课件记住)Wagner机理①尖晶石型MgAl2O4的高温固相合成②单晶硼酸铝微管的高温固相合成〔单晶硼酸铝微管的形成经历了一个固-液-固机理〕⑵高温下的固-气反响①锂复原YCl3②制备金属钾③制备无水氯化稀土3、高温下的化学转移反响〔真空〕化学转移反响〔chemical transport reaction〕是一种固体或液体物质A在一定的温度下与一种气体B反响,形成气相产物,这个气相反响产物在体系的不同温度局部又发生逆反响,结果重新得到A。
这个过程似乎像一个升华或者蒸馏过程,但是在这样一个温度下,物质A 并没有经过一个它应该有的蒸气相,又用到了物质B〔转移试剂〕,所以称化学转移。
4、高温下的复原反响氢复原WO3大致可分三个阶段:2WO3+ H2═W2O5+H2OW2O5+ H2═2WO2+H2OWO2+2H2═W+2H2O注意:反响时参加熔剂的目的是改变反响热并使熔渣有良好的流动性以易于别离5、自蔓延高温合成:自蔓延高温合成材料制备是指利用原料本身的热能来制备材料。
6、高压合成概念及产生方法、测定技术概念:指在高压〔经常还有高温〕下合成常态时不能生成或难于生成的物质的过程。
⑴高压的产生静压法:静压法是指利用外界机械加载压力的方式,通过缓慢逐渐施加负荷,挤压所研究的物体或试样,当其体积缩小时,就在物体或试样内部产生高压强。
动高压:动高压就是利用爆炸(核爆炸、火药爆炸等)、强放电等产生的冲击波,在μs~ps的瞬间以很高的速度作用到物体上⑵高压的测量高压的测量经常采用物质相变点定标测压法。
7、超导体的特征超导体都具有两个突出的性质:一是临界温度以下的电阻为零;二是显示Meissner效应。
第四章水热溶剂热合成/无水无氧合成/电解合成1、水热-溶剂热合成的概念、特点/缺乏、反响类型、设计和操作〔反响介质的影响〕、应用概念:水热-溶剂热合成是指温度为100~1000 ℃、压力为1MPa~1GPa 条件下利用水溶液中物质化学反响所进展的合成。
在亚临界和超临界水热-溶剂热条件下,由于反响处于分子水平,反响性提高,因而水热-溶剂热反响可以说扩大了高温固相反响。
特点:⑴水热-溶剂热条件下,由于反响物处于临界状态,反响活性会有大大提高,有可能代替固相反响以及难于进展的合成反响;⑵在水热-溶剂热条件下中间态、介稳态及特殊物相易于生成,可用于特种介稳构造、特种凝聚态的新合成产物;⑶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、高温分解相在此条件下晶化生成;⑷有利于生长极少缺陷、取向好、完美的晶体,且合成产物结晶度高以及易于控制产物晶体的粒度;⑸易于反响的环境气氛,有利于低价态、中间价态与特殊价态化台物的生成,并能均匀地进展掺杂。
缺乏:⑴由于反响在密闭容器中进展,无法观察生长过程,不直观,难以说明反响机理;⑵设备要求高(耐高温高压的钢材,耐腐蚀的内衬)、技术难度大(温压控制严格)、本钱高;⑶平安性能差(我国已有实验室发生“炮弹〞冲透楼顶的事故)。
反响的根本类型:⑴合成反响⑵热处理反响⑶转晶反响⑷离子交换反响⑸单晶培育⑹脱水反响⑺分解反响⑻提取反响⑼沉淀反响⑽氧化反响⑾晶化反响⑿烧结反响⒀反响烧结⒁水热热压反响反响介质对反响的影响①压强-温度高温高压使水热反响具有重要离子间的反响加速、水解反响加剧、有氧化复原反响的电势发生明显变化三个特征。
一般的反响都会从离子反响变为自由基反响,也便具有极性键的有机化合物常具有某种程度的离子性,自然能诱发离子反响或促进反响。
②填充度③合成溶剂性质的改变★水热反响中,溶剂会使反响物溶解或局部溶解,生成溶剂合物,这会影响化学反响速率。
pH效应:改变或调整溶剂的pH得到理想结果的例子举不胜举1.合成设计:金属离子与配体物质的量的比值不同可定向构筑得到单、双、三金属配合物2.操作程序:水热-溶剂热体系的成核与晶体生长一般认为:★水热-溶剂热体系的化学研究大多针对无机物晶体和无机-有机杂化聚合物;★形成这些晶体的步骤大约是:在液相或液固界面上少量的反响试剂产生微小的不稳定的核,更多的物质自发地沉积在这些核上而生成微晶;★水热-溶剂热生长的不全是离子晶体。
例如BaSO4或AgCl等,会通过局部共价键的三维缩聚作用而形成,故水热-溶剂热生成的BaSO4或AgCl比从过饱和溶液中沉积出来更缓慢,其晶化动力学受到许多因素影响;★成核速率随过冷程度即亚稳性增加而增加;★认为晶体从溶液中结晶生长需要克制一定的势垒。
应用:1 介稳材料的合成.2 人工水晶的合成.3 特殊构造、凝聚态与聚集态的制备.4 复合氧化物与复合氮化物的合成.5 水热条件下的海底:生命的摇篮2、无水无氧操作技术的类型、特点及应用概念:由于许多化合物对于空气中的O2、湿气〔水蒸气〕和CO2敏感,易与其反响,因此将这些化合物称为“空气敏感化合物〞类型:⑴Schlenk装置〔2〕惰性气氛手套箱⑶化学真空线应用:⑴金属有机化合物的制备①钛、锆的金属有机化合物②二茂铁的电解合成⑵无机化合物的制备或脱水3、电解合成概念、优点、主要装置、应用概念:电解合成指通过电氧化或电复原过程,在水溶液、熔盐和非水溶液中的合成。