无机合成缩印--1班

后面标（考）的是老师说可能考或上届考的，仅供参考第二章高温获得的方法（考）电阻炉：是最常用的加热炉，优点是设备简单、温度控制精确几种重要的电阻发热材料A、石墨发热体：在真空下可以获得相当高的温度（2500℃），但吸附、和周围气体结合形成挥发性物质，使加热物质污染，石墨本身在使用中损耗。B、金属发热体：在真空和还原性气氛下，钽、钨、钼适用产生高温（1650~1700℃）。在惰性气氛下钨管的工作温度可达3200℃。C、氧化物发热体：氧化物发热体是最理想的加热材料，但存在发热体和通电导线连接问题。使用电阻发热体注意事项（考）根据不同的需要选择发热体、数目设计电阻炉；氧化物发热体的电阻温度系数是负的；若各发热体并联使用，其中的发热体电阻值不同，电阻稍低的发热体会产生更多热量，被烧毁。因此，每个发热体尽量分开使用。测温仪表的主要类型接触式：膨胀式温度计：液体、固体；压力表式温度计：充液体、冲气体；热电阻式：铂热、铜热、半导体热敏；热电偶：铂铑－铂、镍铬－镍硅（镍铝）、镍铬－康铜非接触式：光学高温计、辐射高温计、比色高温计热电偶高温计优缺点及注意事项（考）体积小、重量轻、结构简单、易装配维护、使用方便；热惰性很小、热感度良好；可与被测量物体直接接触，不受环境介质影响，误差可控制在预期范围内；测量范围较广，～２０００℃；测量信号可远距离传送，能自动记录和集中管理；注意环境气氛；避免侵蚀、污染和电磁干扰；不能在较高温度环境中长时间工作光学高温计利用受热体的单波辐射强度随温度升高而增加原理进行高温测量；不须与被测物质接触，不影响被测物质的温度场；测量温度高，范围广，７００～６０００℃；精确度高，±１０℃；使用简便、测量迅速还原剂的选择根据G-T图选择还原能力强的金属；容易处理；不能和生成的金属形成合金；可以制得高纯度金属；副产物容易和制备的金属分离；成本尽可能低高温下的固相反应影响因素（考）反应物固体表面积和反应物间接触面积；生成物相的成核速率；相界面间特别是通过生成物相层的离子扩散速率；固相反应合成的几个问题；反应物固体的表面积和接触面积；固体反应物的反应性；固相反应产物的性质固相反应合成的几个问题反应物固体的表面积和接触面积；固体反应物的反应性；固相反应产物的性质第三章低温测量：（考）见最后下图低温控制：恒温冷浴、低温恒温器温度计的选择：测温范围、要求精度、稳定性、热循环重复性、对磁场的敏感度、布线和读数设备等费用真空度的定性划分：粗真空：105~103Pa；低真空：103~10-1Pa；高真空：10-1~10-6Pa；超高真空：10-6~10-12Pa；极高真空：10-12Pa真空的获得：105~103Pa：水泵、机械泵；103~10-1Pa：机械泵、油或机械增压泵、冷凝泵；10-1~10-6Pa：扩散泵、吸气剂离子泵：10-6~10-12Pa：扩散泵加阱、吸气剂离子泵、涡轮分子泵；10-12Pa：深冷泵、扩散泵加阱。真空测量：测量真空度的量具称为真空计或真空规。真空规分为两类：1、绝对规：直接测量压强2、相对规：测量与压强有关的物理量，压强刻度需绝对规进行校正常用的真空装置真空装置一般包括：真空泵、真空测量和具体的管路、仪器。真空装置中阀门是必不可少的，其作用是调节气体流量和切断气流通路，选择和配置对系统真空度有直接影响。第四章合成化学与技术（考）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。侧重于研究水热合成条件下物质的反应性、合成规律以及产物的结构和性质。可进行特殊化合物与材料的制备、合成和组装。合成特点：由于在水热与溶剂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替代固相反应及难于进行的合成反应，形成一系列新的合成方法；由于在水热与溶剂条件下中间态、介稳态和特殊物相易于生成，可合成开发新合成产物；能够使低熔点化合物、高蒸汽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；水热与溶剂条件的低温、等压、溶液条件，有利于生长极少缺陷、取向好、完美晶体，合成产物的结晶度高，晶体的粒度易控制；由于可调节水热与溶剂条件下的环境气氛，有利于低价态、中间价态和特殊价态化合物的生成，能均匀掺杂。高温加压下水热反应的特征：（考）使重要的离子间的反应加速、水解反应加剧、氧化还原电势明显变化高温高压水热体系水性质：蒸汽压变高、密度变低、表面张力变低、粘度变低、离子积变高在高温高压水热条件下，常温不溶于水的物质的反应，也可诱发离子反应或促进反应。反应加剧的原因是水的电离常数的增加。高温高压水的作用：作为化学组分起化学反应；反应和重排的促进剂；起压力传递介质作用；起低熔点物质的作用；提高物质的溶解度；无毒；有时与容器反应有机溶剂的性质标度有机溶剂为反应提供场所，使反应物溶解或部分溶解，生成溶剂化合物，溶剂化过程影响化学反应速率，在合成体系中改变反应物活性物种在液相中的浓度、解离程度、聚合态分布，从而改变反应过程。功能材料的水热与溶剂热合成介稳材料的合成沸石分子筛微孔晶体的应用从传统的催化、吸附、离子交换，向量子电子学、非线性光学、化学选择传感、信息储存与处理、能量储存与交换、环境保护以及生命科学领域扩展。合成介稳材料的方法是水热合成和溶剂热合成水热与溶剂热合成技术：高压容器是进行高温高压水热实验的基本设备；在材料上，要求机械强度大、耐高温、耐腐蚀和易加工；在容器设计上，要求结构简单，便于开装和清洗，密封严密，安全可靠。水热与溶剂热合成程序:（P194）选择反应物料；确定合成物料的配方；配料程序探索，混合搅拌；装釜，封釜；确定反应时间、温度、状态（动或静态）；取釜，冷却；开釜，取样；过滤，干燥；分析。第五章溶胶-凝胶合成是近期发展起来的能替代高温固相合成反应制备陶瓷、玻璃和许多固体材料的方法。技术特点：通过各种反应物溶液混合，很容易获得需要的均相多组分体系；对材料制备所需温度可大幅度降低，从而能在较温和条件下合成出陶瓷、玻璃、纳米复合材料等功能材料；由于溶胶的前驱物可以提纯并且溶胶-凝胶过程可在低温下控制进行，因此可制备高纯或超纯物质；溶胶、凝胶的流变性有利于通过某种技术（喷射、旋涂等）制备各种膜、纤维或沉积材料。溶胶-凝胶合成方法中的主要化学问题（考）中心化学问题：见最后下图在醇盐控制水解的Sol-gel过程中，获得稳定的溶胶的关键因素：（考）醇盐与水的摩尔比；溶剂的种类；酸碱催化剂量；各种组分加入的顺序；温度溶胶－凝胶法制备超细粉体目前人们最为关注的是超细（纳米）陶瓷粉体，不论是结构陶瓷还是功能陶瓷，其千变万化的应用领域的开拓和产业化、市场化都在期待着超细（纳米）粉体制备技术的突破。从提供高质量有望达到低成本的指标而言，最可取的是湿化学法和特殊的气相法，这些方法又称之为软化学法，可概括为：气相法：包括气相合成法、气相热分解法；液相法：包括共沉淀法、均匀沉淀法、溶剂去除法、醇盐水解法、溶胶—凝胶法等。湿化学法是目前实验室和工业上最为广泛采用的合成超微粉体材料的方法。它与固相法比较，可以在反应过程中利用多种精制手段；另外，通过所得到的超微沉淀物，很容易制取各种反应活性好的超微粉体材料。湿化学法的主要特征表现在以下几个方面：可以精确控制化学组成；容易添加微量有效成分，制成多种成分均一的超微粉体；超微粉体材料表面活性好；容易控制颗粒的形状和粒度；工业化生产成本低。共沉淀法，是在混合的金属盐溶液(含有两种或两种以上的金属离子)中加入合适的沉淀剂，反应生成组成均匀的沉淀、沉淀热分解得到高纯超微粉体材料。共沉淀法的优点在于：其一是通过溶液中的各种化学反应直接得到化学成分均一的超微粉体材料；其二是容易制备粒度小而且分布均匀的超微粉体材料。在溶剂去除法中，为了保证溶剂去除过程中溶液的均匀性，溶液被分散成小液滴，以使组分偏析的体积最小。以上两点非常重要。因此需要使用喷雾法。采用喷雾法时、如果没有氧化物成分蒸发，则粒子内各成分的比例与原溶液相同；又因为不产生沉淀，故可以合成复杂的多组分氧化物粉末。另外，采用喷雾法制备的氧化物粒子一般为球形，流动性好，易于处理。喷雾制备氧比物粉体的方法有多种，包括冷冻干燥法、热煤油法、喷雾干燥法和喷雾热解法等。醇盐水解法是合成超微粉体的—种新方法。其水解过程不需要添加碱，因此不存在有害负离子和碱金属离子。其突出的优点是反应条件温和、操作简单，作为高纯度颗粒原料的制备，这是一种最为理想的方法，但成本昂贵是其缺点。醇盐水解制备超微粉体的工艺过程包括两部分，即水解沉淀法(包含共沉淀法)和溶胶—凝胶法(sol-gel法)。超微粉体的制备大体上有溶胶混合法和复合醇盐直接水解法两种。前者的基本过程是把各自的金属醇盐加水分解、制成溶胶，混合后预烧，最后得到超微粉体。醇盐水解法制备的超微粉体不但具有较大的活性，而且粒子通常呈单分散状态，在成型体中表现出良好的填充性，因此具有良好的低温烧结性能。所以，用醇盐作为原料合成的超微粉体，在发展高功能陶瓷材料的低温烧结技术方面，开辟了广阔的前景。溶胶凝胶的异同点（考）溶胶是一种分散体系，它的分散相（胶体质点，颗粒状的胶体质点通常又称为胶体粒子）大小介于溶液与悬浮液的分散相之间，一般在10-9～10-6m内，胶体质点（如高聚物分子）相互联搭形成空间网络状结构，在结构空隙中填满液体（分散介质）。这样形成的分散系称为凝胶，凝胶是胶体的一种存在形式。从溶胶到凝胶的变化称为溶胶-凝胶转变。凝胶与溶胶的最大不同在于：溶胶具有良好的流动性，其中的胶体质点是独立的运动单位，可以自由行动；凝胶的胶体质点相互联结，在整个体系内形成网络结构，液体包在其中，凝胶流动性较差；凝胶和真正的固体又不完全一样，它由固液两相组成，属于胶体分散体系，其结构强度有限，易遭受变化。溶胶—凝胶(sol-gel)合成优点通过各种反应物溶液的混合，很容易获得需要的均相多组分体系；对材料制备所需温度可大幅度降低，从而能在较温和条件下合成出陶瓷、玻璃、纳米复合材料等功能材料；由于溶胶的前驱体可以提纯而且溶胶—凝胶过程能在低温下可控制的进行，因而可制备高纯或超纯物质，且可避免在高温下对反应容器的污染等问题；溶胶或凝胶的流变性质有利于通过某种技术如喷射、旋涂、浸拉、涅质等制备各种膜、纤维或沉积材料。溶胶－凝胶法制备的粉体具有以下特点高度的化学均匀性，这是因为溶胶是由溶液制得，交替颗粒间以及胶体颗粒内部化学成分完全一致；高纯度，同其它化学法一样，过程中无任何机械步骤；超微尺寸颗粒，胶体颗粒尺寸小于0.1m；不仅可以制得复杂组分的氧化物陶瓷粉体，而且可以制备多组分的非氧化物粉体，发展前景良好；Sol-gel法无论所使用的前驱物是无机盐还是金属醇盐，其主要的反应步骤是前驱物溶于溶剂（水或有机溶剂）中形成均匀的溶液，溶质与溶剂产生水解或醇解反应，反应生成物聚成1nm左右的粒子并组成溶胶，后者经蒸发干燥转变为凝胶。最基本的反应为：（1）溶剂化：能电离的前驱物（2）水解反变：电离式分子前驱物（3）缩聚反应：可分为失水缩聚和失醇缩聚溶胶-凝胶合成方法应用：复合材料的制备、薄膜材料的制备、陶瓷材料的制备超细粉体的表征物相组成；粒子表面积分析；粒子形状与形貌观测：一般将其分散于乙醇中用透射电镜或场发射扫描电镜来观察；粒子尺寸及其分布；烧结活性；功能性质表征：对于不同的功能陶瓷，具有不同的功能性质电、光、声学性能等需要表征，视具体情况而定。第八章根据国际纯粹和应用化学会(IUPAC)规定，多孔材料如吸附物和多孔膜根据相应孔径划分如下：孔径尺寸大于50nm称为宏孔；后面标（考）的是老师说可能考或上届考的，仅供参考第二章高温获得的方法（考）电阻炉：是最常用的加热炉，优点是设备简单、温度控制精确几种重要的电阻发热材料A、石墨发热体：在真空下可以获得相当高的温度（2500℃），但吸附、和周围气体结合形成挥发性物质，使加热物质污染，石墨本身在使用中损耗。B、金属发热体：在真空和还原性气氛下，钽、钨、钼适用产生高温（1650~1700℃）。在惰性气氛下钨管的工作温度可达