軟化學和綠色合成方法

1、 在超高溫高壓或超低溫、超真空、強射線輻在超高溫高壓或超低溫、超真空、強射線輻射、失重等極端條件下的化學合成，如自蔓延高射、失重等極端條件下的化學合成，如自蔓延高溫合成、固體火焰燃燒反應以及一些爆炸反應等。溫合成、固體火焰燃燒反應以及一些爆炸反應等。硬化學：硬化學： 可在溫和條件下緩慢反應，且可以較容易地可在溫和條件下緩慢反應，且可以較容易地控制反應步驟，因而易于實現(xiàn)對其化學反應過程、控制反應步驟，因而易于實現(xiàn)對其化學反應過程、路徑和機理的控制，從而可以根據(jù)需要控制過程路徑和機理的控制，從而可以根據(jù)需要控制過程的條件，對產(chǎn)物的組分和結構進行設計，進而達的條件，對產(chǎn)物的組分和結構進行設計，進而達

2、到到“剪裁剪裁”其理化性質的目的。其理化性質的目的。 軟化學：軟化學：分分類類 膠體膠體（colloid）是一種分散相粒徑很小的分散體系，）是一種分散相粒徑很小的分散體系，分散相粒子的重力可以忽略，粒子之間的相互作用分散相粒子的重力可以忽略，粒子之間的相互作用主要是短程作用力主要是短程作用力。是熱力學不穩(wěn)定而動力學穩(wěn)定。是熱力學不穩(wěn)定而動力學穩(wěn)定的體系。的體系。 溶膠溶膠（Sol）是具有液體特征的膠體體系，分散的粒）是具有液體特征的膠體體系，分散的粒子是固體或者大分子，分散的粒子大小在子是固體或者大分子，分散的粒子大小在1100nm之間。之間。 凝膠凝膠（Gel）是具有固體特征的膠體體系，被分

3、散的）是具有固體特征的膠體體系，被分散的物質形成連續(xù)的網(wǎng)狀骨架，骨架空隙中充有液體或物質形成連續(xù)的網(wǎng)狀骨架，骨架空隙中充有液體或氣體，凝膠中分散相的含量很低，一般在氣體，凝膠中分散相的含量很低，一般在13之間。之間。 用含高化學活性組分的化合物作前驅體，用含高化學活性組分的化合物作前驅體，在液相下將這些原料均勻混合，并進行水解、在液相下將這些原料均勻混合，并進行水解、縮合化學反應，在溶液中形成穩(wěn)定的透明溶膠縮合化學反應，在溶液中形成穩(wěn)定的透明溶膠體系，溶膠經(jīng)陳化膠粒間緩慢聚合，形成三維體系，溶膠經(jīng)陳化膠粒間緩慢聚合，形成三維空間網(wǎng)絡結構的凝膠，凝膠網(wǎng)絡間充滿了失去空間網(wǎng)絡結構的凝膠，凝膠網(wǎng)絡間

4、充滿了失去流動性的溶劑，形成凝膠。凝膠經(jīng)過干燥、燒流動性的溶劑，形成凝膠。凝膠經(jīng)過干燥、燒結固化制備出分子乃至納米亞結構的材料。結固化制備出分子乃至納米亞結構的材料。 應用應用：具有不同特性的氧化物型薄膜，如：具有不同特性的氧化物型薄膜，如V2O5, TiO2, MoO3, WO3, ZrO2, Nb2O3等。等。溶膠凝膠法的基本原理溶膠凝膠法的基本原理 溶劑化溶劑化：M(H2O)nz+ = M(H2O)n-1(OH)(z-1)+H+ 水解反應水解反應：M(OR)n+xH2O=M(OH)x(OR)n-x+xROH-M(OH)n 縮聚反應：縮聚反應：失水縮聚失水縮聚：-M-OH+HO-M- =

5、-M-O-M- + H2O失醇縮聚失醇縮聚：-M-OR+HO-M- = -M-O-M- + ROH分子態(tài)分子態(tài)聚合體聚合體溶膠溶膠凝膠凝膠晶態(tài)或非晶態(tài)晶態(tài)或非晶態(tài)溶膠：物理膠，水溶液中水解形成沉淀+電 解質膠溶形成化學膠，在有機溶劑中控制水解，由分子簇的縮聚形成獲得溶膠的途徑：分散法，聚集法溶膠濃度一般10%，起始原料主要是硝酸鹽，醋酸鹽，草酸鹽凝膠：粒子凝膠(物理膠) 聚合物凝膠(化學膠)區(qū)別：縮合反應(詳見徐如人教材)起始原料是分子級的能制備較均勻的材料起始原料是分子級的能制備較均勻的材料較高的純度較高的純度組成成分較好控制可降低程序中的溫度組成成分較好控制可降低程序中的溫度具有流變特性，

6、可用于不同用途產(chǎn)品的制備具有流變特性，可用于不同用途產(chǎn)品的制備可以控制孔隙度可以控制孔隙度容易制備各種形狀容易制備各種形狀溶膠凝膠法溶膠凝膠法原料成本較高原料成本較高存在殘留小孔洞存在殘留小孔洞較長的反應時間較長的反應時間有機溶劑的危害性有機溶劑的危害性優(yōu)優(yōu)點點缺缺點點 無機金屬鹽的水解：當陽離子M2+溶解在純水中則發(fā)生如下溶劑化反應： 這種溶劑化作用導致部分共價鍵的形成, 所以水分子變得更為酸性。按電荷遷移大小，溶劑化分子發(fā)生如下變化(水解作用)：在通常的水溶液中，金屬離子可能有三種配體，即水(H2O)，羥基(OH)和氧基(O)。金屬有機分子的水解-聚合反應 金屬烷氧基化合物(M(OR)n)

7、是金屬氧化物的溶膠-凝膠合成中常用的反應物分子母體,幾乎所有金屬(包括鑭系金屬)均可形成這類化合物。M(0R)n與水充分反應可形成氫氧化物或水合氧化物： 實際上，反應中伴隨的水解和聚合反應是十分復雜的。水解一般在水或水和醇的溶劑中進行并生成活性的M-OH 。反應可分為三步： 隨著羥基的生成，進一步發(fā)生聚合作用。隨實驗條件的不同，可按照三種聚合方式進行： (1)烷氧基化作用 (2)氧橋合作用(3)羥橋合作用 膠體路線 前驅物： 無機硝酸鹽 聚合物路線 水溶劑 有機醋酸鹽，草酸鹽 有機溶劑 粒子溶膠 聚合物溶膠 pH, 電解質，濃度 膠態(tài)凝膠 聚合物凝膠 前驅物，催化劑，支鏈 干燥 干燥時間，干燥

8、方式 燒結區(qū)別：孔的形成機制不同。 有機金屬化合物sol-gel過程的3種基本模式穩(wěn)定劑ED 乙二胺和 TEA三乙胺 測定前驅物金屬醇鹽的水解程度（測定前驅物金屬醇鹽的水解程度（化學定量分化學定量分析法析法） 測定溶膠的物理性質（測定溶膠的物理性質（粘度、濁度、電動電位粘度、濁度、電動電位） 膠粒尺寸大小（膠粒尺寸大?。蕪椥怨馍⑸浞?、電子顯微鏡準彈性光散射法、電子顯微鏡觀察觀察） 溶膠或凝膠在熱處理過程中發(fā)生的物理化學變?nèi)苣z或凝膠在熱處理過程中發(fā)生的物理化學變化（化（XRD、中子衍射、中子衍射、DTG-TG） 反應中官能團及鍵性質的變化（反應中官能團及鍵性質的變化（紅外、拉曼紅外、拉曼） 固

9、態(tài)物體的固態(tài)物體的核磁共振譜核磁共振譜測定測定M-O結構狀態(tài)結構狀態(tài) 鋁膠制備鋁膠制備及化學機理及化學機理 鋁鹽溶液中，鋁離子呈水合狀態(tài)，即鋁鹽溶液中，鋁離子呈水合狀態(tài)，即Al(H2O)6 3+。氫離子。氫離子 釋放出來釋放出來水解反應水解反應 Al(H2O)6 3+ = Al(OH)(H2O)5 2+ + H+ Al(OH)(H2O)5 2+ = Al(OH)2(H2O)4 + + H+ Al(OH)2(H2O)4 + = Al(OH)3(H2O)30 + H+ 水解反應生成的沉淀水解反應生成的沉淀Al(OH)3(H2O) 30在溶液酸度提高時，在溶液酸度提高時，能夠溶解，變成離子，形成沉淀

10、能夠溶解，變成離子，形成沉淀-膠溶反應（膠溶反應（Precipitation-Peptization） nAl(OH)3(H2O)30 + xHNO3 = Al(OH)3(H2O)3nHxx+ + xNO3-粉粉體體材材料料纖纖維維材材料料溶膠凝膠法應用（溶膠凝膠法應用（4）膜膜材材料料5.3 低熱固相反應低熱固相反應 降低反應溫度不僅可以獲得更新的化合物，而且可降低反應溫度不僅可以獲得更新的化合物，而且可最直接地提供人們了解固相反應機理所需的佐證，為人最直接地提供人們了解固相反應機理所需的佐證，為人類盡早地實現(xiàn)能動、合理利用固相化學反應進行定向合類盡早地實現(xiàn)能動、合理利用固相化學反應進行定向

11、合成和分子組裝，最大限度地挖掘固相反應的內(nèi)在潛力創(chuàng)成和分子組裝，最大限度地挖掘固相反應的內(nèi)在潛力創(chuàng)造了條件。造了條件。研究對象研究對象固體物質的制備、結構、性質及應用。固體物質的制備、結構、性質及應用。固相化學反應的優(yōu)點固相化學反應的優(yōu)點不使用溶劑、高選擇性、高產(chǎn)率、工藝過程簡單等不使用溶劑、高選擇性、高產(chǎn)率、工藝過程簡單等固相反應的意義固相反應的意義 六水氯化鈷六水氯化鈷(S) 變藍變藍4-甲基苯胺甲基苯胺(S)+ 六水氯化鈷六水氯化鈷(aq) 不發(fā)生反應不發(fā)生反應 固固固反應的實例：固反應的實例：關于固相反應的幾個問題關于固相反應的幾個問題（1）反應性反應性固體在結構上的差異對化學性質會產(chǎn)

12、生很大影響。固體在結構上的差異對化學性質會產(chǎn)生很大影響。反應性：反應性： 零維結構零維結構一維結構一維結構二維結構二維結構三維結構三維結構Tammann溫度與固體的熔點溫度與固體的熔點Tm有關：有關： 金屬金屬 0.3 Tm， 無機物無機物0.5 Tm， 有機物有機物0.9 Tm。 （2）Tammann(塔曼，泰曼塔曼，泰曼)溫溫度度 一般認為，固相反應能夠進行的溫度是由反應物中的一般認為，固相反應能夠進行的溫度是由反應物中的Tammann溫度較低者決定的。溫度較低者決定的。Tammann溫度是指固體中自擴散變得顯著時的溫度。溫度是指固體中自擴散變得顯著時的溫度。反應溫度低于反應溫度低于100

13、 低熱固相反應低熱固相反應反應溫度介于反應溫度介于100 600之間之間 中熱固相反應中熱固相反應反應溫度高于反應溫度高于600 高熱固相反應高熱固相反應（3 3）固相化學反應的分類固相化學反應的分類（4）固相反應與液相反應的差別固相反應與液相反應的差別 溶液溶液 一取代物一取代物(CH3)4NNiCl3NiCl2+(CH3)4NCl 固相固相 一取代物一取代物(CH3)4NNiCl3 二取代物二取代物(CH3)4N2NiCl4 若反應物在溶液中不溶解，則在溶液中不能發(fā)生化學反若反應物在溶液中不溶解，則在溶液中不能發(fā)生化學反應。如：應。如： 4-甲基苯胺甲基苯胺+六水氯化鈷溶液中不反應六水氯化

14、鈷溶液中不反應 反應物溶解度的影響反應物溶解度的影響 原因：原因：4-甲基苯胺不溶于水。而甲基苯胺不溶于水。而4-甲基苯胺在乙醇或甲基苯胺在乙醇或乙醚中兩者便可以發(fā)生反應。乙醚中兩者便可以發(fā)生反應。 產(chǎn)物溶解度的影響產(chǎn)物溶解度的影響 溶液反應體系受到化學平衡的制約，而固相反應中在溶液反應體系受到化學平衡的制約，而固相反應中在不生成固熔體的情形下，反應完全進行，因而固相反應的不生成固熔體的情形下，反應完全進行，因而固相反應的產(chǎn)率往往都很高。產(chǎn)率往往都很高。 溶液溶液 不反應不反應 K3Fe(CN)6+KI 固相固相 K4Fe(CN)6+I2熱力學狀態(tài)函數(shù)的差別熱力學狀態(tài)函數(shù)的差別控制反應的因素不

15、同控制反應的因素不同 溶液反應受熱力學控制溶液反應受熱力學控制 低熱固相反應往往受動力學和拓撲化學原理控制低熱固相反應往往受動力學和拓撲化學原理控制固相反應的產(chǎn)率高固相反應的產(chǎn)率高固相反應一旦發(fā)生即可進行完全，不存在化學平衡。固相反應一旦發(fā)生即可進行完全，不存在化學平衡。1.潛伏期潛伏期 固體反應物間的擴散及產(chǎn)物成核過程構成了固相反應固體反應物間的擴散及產(chǎn)物成核過程構成了固相反應特有的潛伏期。特有的潛伏期。 溫度越高，擴散越快，產(chǎn)物成核越快，產(chǎn)物的潛伏期溫度越高，擴散越快，產(chǎn)物成核越快，產(chǎn)物的潛伏期就越短，反之，潛伏期就越長。就越短，反之，潛伏期就越長。2.無化學平衡無化學平衡固相反應機理固相

16、反應機理 擴散擴散反應反應成核成核 生長生長 具有層狀或夾層狀結構的固體，如：石墨、具有層狀或夾層狀結構的固體，如：石墨、MoS2、TiS2 等都可以發(fā)生嵌入反應生成嵌入化合物等都可以發(fā)生嵌入反應生成嵌入化合物。溶液中不。溶液中不存在嵌入反應。存在嵌入反應。3.拓撲化學控制原理拓撲化學控制原理4.分步反應分步反應 固相化學反應一般不存在化學平衡，因此可以通過精固相化學反應一般不存在化學平衡，因此可以通過精確控制反應物的配比等條件實現(xiàn)分步反應，得到目標產(chǎn)物。確控制反應物的配比等條件實現(xiàn)分步反應，得到目標產(chǎn)物。5.嵌入反應嵌入反應 在固相反應中，各固相反應物的晶格高度有序排列，晶在固相反應中，各固

17、相反應物的晶格高度有序排列，晶格分子移動較困難，只有合適取向的晶面上的分子足夠的靠格分子移動較困難，只有合適取向的晶面上的分子足夠的靠近，才能提供合適的反應中心，使固相反應得以進行。近，才能提供合適的反應中心，使固相反應得以進行。影響低熱固相反應的因素1、Tammann(塔曼，泰曼塔曼，泰曼)溫度溫度 固相反應能夠進行的溫度是由反應物中的固相反應能夠進行的溫度是由反應物中的Tammann溫度較低者決定的。溫度較低者決定的。2、反應溫度、反應溫度3、外力、外力 研磨，高壓，超聲研磨，高壓，超聲4、顆粒尺寸、顆粒尺寸5、雜質、雜質6、固體缺陷、固體缺陷 晶格常數(shù)變化晶格常數(shù)變化 面缺陷面缺陷 線缺

18、陷線缺陷 點缺陷點缺陷7、結晶水、結晶水 有結晶水的反應體系要比沒有的反應速度快。反應物表面液膜的形成促有結晶水的反應體系要比沒有的反應速度快。反應物表面液膜的形成促進了傳質速度，加快了反應。微量溶劑的存在不改變反應的方向和限度，進了傳質速度，加快了反應。微量溶劑的存在不改變反應的方向和限度，只起到加速和降低反應溫度的作用。只起到加速和降低反應溫度的作用。低熱固相反應的工藝種類 1.中和反應 2.氧化還原反應 3.配位反應 4.分解反應 5.離子交換反應 6.成簇反應 7.嵌入反應 8.催化反應 9.取代反應 10.加成反應 11.異構化反應 12.有機重排反應 13.偶聯(lián)反應 14.縮合聚合

19、反應 15. 主客體包合反應 合成原子簇化合物合成原子簇化合物 合成多酸化合物合成多酸化合物 合成新的配合物合成新的配合物 合成固配配合物合成固配配合物 合成功能材料：合成功能材料： 非線性光學材料非線性光學材料 納米材料納米材料 傳統(tǒng)方法：傳統(tǒng)方法：1. 在在SnCl2水溶液中的敏化和沉積鈀微粒的表面水溶液中的敏化和沉積鈀微粒的表面活化活化;2. 化學鍍銅，即沉積有鈀微粒的絕緣板在甲醛化學鍍銅，即沉積有鈀微粒的絕緣板在甲醛的存在下表面沉積銅的存在下表面沉積銅;1. 廢水和廢液中的重金屬離子嚴重地污染了環(huán)境廢水和廢液中的重金屬離子嚴重地污染了環(huán)境;2. 成本高成本高Lemovsky等提出制造印

20、刷線路板的全新工藝等提出制造印刷線路板的全新工藝 次磷酸銅的熱分解反應，產(chǎn)生的活潑銅沉積在絕緣板上，次磷酸銅的熱分解反應，產(chǎn)生的活潑銅沉積在絕緣板上，然后電鍍銅。然后電鍍銅。缺點：缺點：無定形無定形V2O5催化劑的生產(chǎn)催化劑的生產(chǎn)傳統(tǒng)方法傳統(tǒng)方法：NH4VO3的熱分解，產(chǎn)物呈晶態(tài)結構，因此還需采的熱分解，產(chǎn)物呈晶態(tài)結構，因此還需采用其它方法將用其它方法將V2O5 從晶態(tài)變成無定形。從晶態(tài)變成無定形。前體分解法前體分解法 ：Oswald等人選擇符合該結構特征的配合物前體等人選擇符合該結構特征的配合物前體 （NH3-CH2-CH2-CH2-NH3)22+(V2O7)4-3H2O 進行熱分解，一步即

21、進行熱分解，一步即得粒子平均大小為得粒子平均大小為100nm的高活性準無定性的高活性準無定性V2O5,因為在該配合因為在該配合物的結構中陰離子物的結構中陰離子(V2O7)4-是被較大的（是被較大的（NH3-CH2-CH2-CH2-NH3)22+ 陽離子隔開的，在它的熱分解過程中該特征保留在產(chǎn)物陽離子隔開的，在它的熱分解過程中該特征保留在產(chǎn)物結構中。結構中。低熱固相反應在顏料制造業(yè)中的應用低熱固相反應在顏料制造業(yè)中的應用鎘黃顏料鎘黃顏料的工業(yè)生產(chǎn)：的工業(yè)生產(chǎn)：傳統(tǒng)方法一傳統(tǒng)方法一： 均勻混合的鎘和硫裝入封管中于均勻混合的鎘和硫裝入封管中于500 600高溫下反應高溫下反應缺點缺點： 產(chǎn)生大量污染

22、環(huán)境的副產(chǎn)物揮發(fā)性的硫化物。產(chǎn)生大量污染環(huán)境的副產(chǎn)物揮發(fā)性的硫化物。傳統(tǒng)方法二傳統(tǒng)方法二： 中性的鎘鹽溶液中加入堿金屬硫化物沉淀出硫化鎘，然中性的鎘鹽溶液中加入堿金屬硫化物沉淀出硫化鎘，然后經(jīng)洗滌、后經(jīng)洗滌、80 干燥及干燥及400 晶化得到產(chǎn)物。晶化得到產(chǎn)物。缺點缺點：消耗大量水，且產(chǎn)生大量污染環(huán)境的廢水；裝置復雜。消耗大量水，且產(chǎn)生大量污染環(huán)境的廢水；裝置復雜。低熱固相反應法低熱固相反應法： 鎘鹽和硫化鈉的固態(tài)混合物在球磨機中球磨鎘鹽和硫化鈉的固態(tài)混合物在球磨機中球磨2 4小時。小時。方法方法生產(chǎn)生產(chǎn)周期周期生產(chǎn)生產(chǎn)500kg需需溶劑量溶劑量環(huán)境環(huán)境污染污染苯苯甲甲酸酸鈉鈉傳統(tǒng)制法傳統(tǒng)制法

23、六道工序，六道工序，NaOH中和苯甲酸的水溶中和苯甲酸的水溶液液60h3000L水水大量大量污水污水低熱固相低熱固相法法苯甲酸和苯甲酸和NaOH固固體均勻混合反應體均勻混合反應5 8h很少很少很少很少水水楊楊酸酸鈉鈉傳統(tǒng)制法傳統(tǒng)制法六道工序六道工序70h500L水和水和100L乙醇乙醇低熱固相低熱固相法法固體反應物均勻混固體反應物均勻混合反應合反應7h完全不用完全不用溶劑溶劑傳統(tǒng)傳統(tǒng)制藥業(yè)中生產(chǎn)鄰苯二甲酸噻唑制藥業(yè)中生產(chǎn)鄰苯二甲酸噻唑NSNHSONHCOOCO22+COOHCONHSO NHNS2CNOCOCONHCONHSO NHSO NHSO NHNSNSNS222優(yōu)點：優(yōu)點：縮短生產(chǎn)周期

24、；無需使用溶劑及減少對環(huán)境的污染；反應選擇性高，副反應少，產(chǎn)品的純度高，使最后的產(chǎn)品分離、純化操作大大簡化。軟化學方法中最簡單的一類。是為解決高溫固相反應法中產(chǎn)物組成均勻性和反應物的傳質所發(fā)展起來的節(jié)能的合成方法?；舅悸罚夯舅悸罚和ㄟ^準確的分子設計準確的分子設計，合成合成出具有預期組分、結構和化學性質的先驅物，再在軟環(huán)境下對先驅物進行處理，進而得到預期的材料。定義：定義：用原料通過化學反應制得先驅物，然后焙燒既得產(chǎn)物。先驅物種類：先驅物種類：復合金屬配合物，金屬碳酸鹽，金屬氫氧化物或硝酸鹽的固溶體等。1) Mix the oxalates of zinc and iron together

25、 in water in a 1:1 ratio. Heat to evaporate off the water, as the amount of H2O decreases a mixed Zn/Fe oxalates (probably hydrated) precipitates out.Fe2(COO)2)3 + Zn(COO)2 Fe2Zn(COO)2)5xH2O2) After most of the water is gone, filter off the precipitate and calcine it (1000C).Fe2Zn(COO)2)5 ZnFe2O4 +

26、4CO + 4CO2Coprecipitation Synthesis of ZnFe2O41). Reactants of comparable water solubility cannot be found.2). The precipitation rates of the reactants is markedly different.3). Accurate stoichiometric ratios may not always be maintained. ：又叫局部規(guī)整反應，指在一些無機固體：又叫局部規(guī)整反應，指在一些無機固體化學反應中，產(chǎn)物的結構與反應物的結構存在一定的關化

27、學反應中，產(chǎn)物的結構與反應物的結構存在一定的關聯(lián)，化學反應在保持一定的晶體結構條件下進行。聯(lián)，化學反應在保持一定的晶體結構條件下進行。利用拓撲化學反應的結構不變性，可以進行具有特定結利用拓撲化學反應的結構不變性，可以進行具有特定結構和性質的固體材料的設計和合成。構和性質的固體材料的設計和合成。拓撲化學反應的特點：拓撲化學反應的特點：反應前后主體結構大體上或基本上保持不變。反應前后主體結構大體上或基本上保持不變。1) 在較低的溫度下將金屬鋰嵌入到具有層狀結構的二硫在較低的溫度下將金屬鋰嵌入到具有層狀結構的二硫化鈮中時，金屬鋰進入到層間，但二硫化鈮的基本結構?；壷袝r，金屬鋰進入到層間，但二硫化鈮

28、的基本結構保持不變。持不變。 2) 次釩酸鋰次釩酸鋰(LiVO2)具有與氯化鈉相關的結構，鋰離子和釩具有與氯化鈉相關的結構，鋰離子和釩離子沿三重軸方向交替排列。在氧化性溶液中，鋰離子可離子沿三重軸方向交替排列。在氧化性溶液中，鋰離子可以被取出，生成具有二氯化鎘結構的二氧化釩。在整個反以被取出，生成具有二氯化鎘結構的二氧化釩。在整個反應過程中，次釩酸鋰應過程中，次釩酸鋰(LiVO2)中二氧化釩部分的結構保持不中二氧化釩部分的結構保持不變，而化合物的組成發(fā)生了改變。利用拓撲化學原理制成變，而化合物的組成發(fā)生了改變。利用拓撲化學原理制成的鋰離子電極，可以可逆地嵌入和取出鋰離子，同時保持的鋰離子電極，

29、可以可逆地嵌入和取出鋰離子，同時保持電極結構的穩(wěn)定性。電極結構的穩(wěn)定性。 粘土新型反應器：催化和分子選擇功能粘土新型反應器：催化和分子選擇功能石墨，過渡金屬硫化物，粘土，磷酸氫鹽等：新型層狀固石墨，過渡金屬硫化物，粘土，磷酸氫鹽等：新型層狀固體材料體材料粘土，磷酸氫鹽：嵌入無機化合物制備多孔物質（無機物粘土，磷酸氫鹽：嵌入無機化合物制備多孔物質（無機物造孔）。造孔）。1) 一些外來離子或分子嵌入到固體晶格中，而不產(chǎn)生晶一些外來離子或分子嵌入到固體晶格中，而不產(chǎn)生晶體結構的重大變化。體結構的重大變化。2) 嵌入反應通常發(fā)生在層狀化合物基質上。層間相互作用嵌入反應通常發(fā)生在層狀化合物基質上。層間相

30、互作用很弱，層內(nèi)化學鍵很強。很弱，層內(nèi)化學鍵很強。1) 嵌入反應的逆過程嵌入反應的逆過程Examples : NiMo3S4 Mo3S4 In2Mo6S6 + 6HCl (g) Mo6S6 + 2InCl3 (g) + 3H2 (g)2)常常能得到一些已知化合物的新相。常常能得到一些已知化合物的新相。 CuTi2S4 cubic TiS2 KCrSe2 layered CrSe2 Li2FeS2 FeS2 通過反應物脫水而得到產(chǎn)物的方法。脫水反應是通過局部反通過反應物脫水而得到產(chǎn)物的方法。脫水反應是通過局部反應方式進行的。應方式進行的。 Examples : Ti4O7(OH)2nH2O Ti

31、O2 (B) (500C) 2KTi4O8(OH)nH2O K2Ti8O17 (500C) Mo1-xWxO3H2O Mo1-xWxO3 (230C) WO3晶體容納于層狀的晶體容納于層狀的MoO3中，兩者的揮發(fā)性差異較大，無中，兩者的揮發(fā)性差異較大，無法用傳統(tǒng)的高溫固相反應獲得單相的法用傳統(tǒng)的高溫固相反應獲得單相的Mo1-xWxO3固溶體，可固溶體，可以用脫水反應來制備。以用脫水反應來制備。 通過對具有可交換的離子的物質進行交換改性的局部化通過對具有可交換的離子的物質進行交換改性的局部化學反應。（溶液或熔鹽）該反應依賴母體結構對熱的穩(wěn)學反應。（溶液或熔鹽）該反應依賴母體結構對熱的穩(wěn)定性。適于低溫合成氧化物及一些固體化合物。定性。適于低溫合成氧化物及一些固體化合物。Examples :1) Novel oxidation compounds: Rutile-LiNbWO6 + H3O+ ReO3-HNbWO6 + Li+ Cubic-KSbO3 + Na+ Cubic-NaSbO3 + K+ 2) Novel porous materials: La(H2O)9 3+ + zeolite La-zeolite) 環(huán)境無害化學環(huán)境無害化學(environmentally