软化学合成方法课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,主要内容,前言,软化学方法基本原理,软化学方法分类,结语,主要内容前言,1,前言,德国固体化学家舍费尔,(Schafer),1,、“,硬环境,”：得到的无机固体化合物及材料必须是热力学平衡态的；,2,、较低温度的“,软环境,”：可得到介稳结构的无机固体化合物及材料体系。,“,软化学,(soft chemistry),”,前言德国固体化学家舍费尔(Schafer),2,软化学,无需苛刻条件，可在温和条件下进行；,易于控制其化学反应过程、路径；,可根据需要控制过程的条件，对产物的组分和结构进行设计，进而达到,“剪裁”,的目的。,由于软化学具有对实验设备要求简单和化学上的易控性等特点，使得软化学在材料合成化学的研究领域中占有一席之地。,软化学无需苛刻条件，可在温和条件下进行；,3,软化学合成法可得到：,介稳中间物,或动力学控制的化合物；,可能在同一材料体系中实现,不同类型组分的复合,（无机物,-,有机物、陶瓷,-,金属、无机物,-,生物体）；,低熵,、,低焓,或,低对称性,的材料（特殊结构或形态复合、杂化和低维材料体系）,软化学合成法可得到：介稳中间物或动力学控制的化合物；,4,软化学方法基本原理,软化学方法基本原理,5,软化学方法分类,先驱物法,溶胶-凝胶法,微乳液法,水热/非水溶剂热合成法,低热固相反应,自组装技术,软化学方法分类先驱物法,6,先驱物法,软化学合成法中,最简单,的一类；,基本思路：通过分子设计合成先驱物（具有预期组分、结构和化学性质）,在软环境下处理先驱物,介稳态固相产物或动力学控制的化合物。,关键,：先驱物的设计和制备。,先驱物法软化学合成法中最简单的一类；,7,溶胶-凝胶法,基本过程：在液相下将原料均匀混合,水解,缩合,(,缩聚,),稳定的透明溶胶液体系,陈化（胶粒间逐渐聚合）,凝胶,低温干燥,干凝胶或气凝胶（具有多孔空间结构）,烧结、固化,致密的氧化物材料。,最突出的创新,处：控制粉体的尺寸、形貌和表面结构，可用来制备,单分散,的、,无缺陷,的粉体。,前驱体：一般是,醇盐,、,可溶盐,和,胶体,溶液，其中醇盐一般是制备,SiO,2,、,Al,2,O,3,、,ZrO,2,等氧化物,溶胶-凝胶法基本过程：在液相下将原料均匀混合水解 缩合(,8,微乳液法,以乳化液的,分散相,作为,微型反应器,，通过液滴内反应物的化学沉淀来制备超细粉体的方法。,由,水,、,油,（有机溶剂）、,表面活性剂,和,助表面活性剂,组成的透明或半透明的、各相同性的热力学稳定体系。,重要环节,：微乳液的制备（,Schulman,法,&Shah,法,;W/O&O/W,）,微乳液法以乳化液的分散相作为微型反应器，通过液滴内反应物的化,9,水热/非水溶剂热合成法,水热合成法：模拟自然界中某些矿石的形成过程；,以,金属盐,、,氧化物,或,氢氧化物,的水溶液,(,或悬浮液,),为先驱物，在高于,100,和一个大气压的环境中使先驱物溶液在过饱和状态下,成核,、,生长,，形成所需的材料。,基本原理,：高温、高压下一些氢氧化物在水中的溶解度,大于,对应的氧化物在水中的溶解度。,非水溶剂热合成法：以,有机溶剂,（如,甲酸、乙醇、苯、乙二胺、四氯化碳,等）代替水作溶媒。,水热/非水溶剂热合成法水热合成法：模拟自然界中某些矿石的形成,10,低热固相反应,简单概括为,4,个阶段,：扩散,-,反应,-,成核,-,生长；,不使用溶剂，对环境的友好及独特的节能、高效、无污染、工艺过程简单等优点，使之成为,绿色合成化学,值得考虑的手段之一。,低热固相反应简单概括为4个阶段：扩散-反应-成核-生长；,11,自组装技术,是功能分子形成有序结构的组装技术的一种；,通过分子间的化学键或超分子作用在一定的条件下自发地形成特定有序的结构；,包括：,静电力,自组装、,共价键,自组装和,分子沉积,自组装。,自组装技术是功能分子形成有序结构的组装技术的一种；,12,结语,软化学是一种新材料的制备思路，在这种思路下产生了一系列新型材料的制备技术，强调的是,反应条件的温和,与,反应设备的简单,，从而达到了经济、节能的目的，开辟出了具有节能、高效、经济、环境友好的工艺路线。,结语软化学是一种新材料的制备思路，在这种思路下产生了一系列新,13,谢谢大家！,谢谢大家！,14,