水热与溶剂热ppt课件.ppt

水热法与溶剂热法水热与溶剂热合成方法的发展
水热与溶剂热合成方法原理
水热与溶剂热合成工艺
水热与溶剂热合成方法应用实例1.1水热合成方法的发展1.2溶剂热合成方法的发展水热与溶剂热合成方法原理2.1水热与溶剂热合成方法的概念溶剂热法（SolvothermalSynthesis），将水热法中的水换成有机溶剂或非水溶媒（例如：有机胺、醇、氨、四氯化碳或苯等），采用类似于水热法的原理，以制备在水溶液中无法长成，易氧化、易水解或对水敏感的材料。并非所有晶体都适合在水热环境生长。判明适合采用水热法的一般原则是:
结晶物质各组分的一致性溶解(在不同的温度压力下不会发生过大的改变)；
结晶物质足够高的溶解度(可溶)；
溶解度的温度系数有足够大的绝对值(溶解度随温度变化明显)；
中间产物通过改变温度较容易分解(降温时杂质少)。水热生长体系中的晶粒形成可分为三种类型：2.2.1反应机理-“均匀溶液饱和析出”2.2.2反应机理-“溶解-结晶”2.2.3反应机理-“原位结晶’’”2.3水热与溶剂热合成方法的适用范围2.4水热与溶剂热合成存在的问题水热与溶剂热合成工艺水热与溶剂热合成的生产设备简易高压反应釜实物图（1）相似相容原理所谓相似相容原理就是“溶质分子若与溶剂分子的组成结构、物理性质及化学性质相近则其溶解度大这两种作用都必须消耗很大的能量，因此溶质和溶剂的作用必须很大才能使溶质溶解于溶剂，这种溶质和溶剂的相互作用就是溶剂化能。其中△G表示一个离子从真空迁移到溶剂中自由能的改变，即溶剂化能。方程中假定r1为离子结晶学半径，带Ze电荷的离子刚性小球，溶剂的相对介电常数εr不因离子电场而改变。形成离子溶液溶剂水热与溶剂热合成方法应用实例KangWenjun等主要采用PdCl2、聚丙烯酰胺(PAM)
抗坏血酸和α-乳糖单水合物(α-LM)等合成Pd/C.

合成工艺：0.2gPAM溶解在35ml去离子水中，开始搅拌，然后9mgPdCl2和0.5gα-LM分别加入到溶液中。经过一段时间的搅拌后，把混合液转移到50ml的聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜内，200℃下保温6h，反应釜冷却后，产物离心用去离子水和无水乙醇洗涤数次，获得最终产物。产物Pd/C的XRD图（左）和Raman光谱（右）产物Pd/C的XPS图谱(左)和FT-IR图谱(右)（a,b）为低倍数(c,d)为高分辨的TEM像,其中d的插图给出了Pd的电子衍射图Pd/C复合材料在不同温度下的TEM像，(a)140,(b)160,(c)180℃加入PAM的量不同的Pd/C核壳结构在200的TEM图(a)0,(b)0.1,(c)0.3,(d)0.4g加入PdCl2的量不同的Pd/C核壳结构在200的TEM图
(a)10*105,(b)15*105mol在不同的反应时间下的Pd/C核壳结构在200的TEM图(a)1,(b)2,(c)3hThankyou不同填充度下晶体生长速率对数与反应温度倒数的关系，填充度一定时，反应温度越高，晶体生长速率越大，反应温度相同时填充度越大，体系压力越高，晶体生长速率越大。温度梯度与反应速率的关系，在一定温度和填充度下，温差越大，反应速率越大填充度与反应速率的关系，一定温度下，晶体生长速率与填充度成正比39a采用溶剂热法合成ZnO晶体，以乙醇(40ml)为溶剂.加入1.487g(0.005mol)Zn(NO3)2⋅6H2O前驱体，搅拌20min，加入氢氧化钠调节PH分别为3，10，13.将混合物转入内衬聚四氟乙烯的容积为60mL的反应釜中，混合均匀，密封.将反应釜放入电子炉内，恒定温度200℃，保温12h，取出反应釜，自然冷却至室温后，将产物离心分离得到白色沉淀.沉淀用去离子水和无水乙醇清洗数次，于60℃真空干燥，得到ZnO样品.42反应物浓度对ZnO晶体形貌的影响44随着反应物浓度增大到0.57m0FL时，从图2一25可见，样品HZ中zno晶体的结晶更加完善，大小更加均匀，zno的(0001)晶面更加平整，几乎看不到附着的片状颗粒，zno的直径增大到2一3µm反应时间对产物的影响47不同反应时间条件下制备的zno样品的形貌不同，在较短的反应时间(4h一8h)内，样品H4和H5中均中含有尺寸较大的无规则形状的块状或棒状颗粒，反应时间的延长，促进了ZnO晶粒能够沿着一定的方向进行堆积，形成结晶性能较好的六方柱状zno晶体。由样品的SEM形貌图可见，样品中均含有片状聚集成的花簇状晶体，这是由于反应液中浓度分布不均匀，在某些区域，反应液浓度较高，随着反应时间的延长，为了保证体系能量的最低化，片状ZnO聚集成花簇状以降低表面能。