微波技術(shù)在無機(jī)化學(xué)中的應(yīng)用

1、微波技術(shù)在無機(jī)化學(xué)中的應(yīng)用發(fā)展作者:肖健麒內(nèi)江師范學(xué)院四川省內(nèi)江市641112摘要:介紹了微波加熱的機(jī)理,綜述了微波技術(shù)在無機(jī)化學(xué)中的應(yīng)用,展望了微波技術(shù)的前景,提出了微波技術(shù)的發(fā)展方向和建議。關(guān)鍵詞:微波技術(shù)無機(jī)化學(xué)應(yīng)用微波是一種超高頻電磁波,作為一種傳輸介質(zhì)間內(nèi)均勻加熱,大大消除了溫度梯度,使沉淀相瞬間和加熱能源它具有特殊優(yōu)勢(shì)而引起了廣大化學(xué)工作成核,從而獲得均勻的細(xì)粉體。實(shí)驗(yàn)表明:微波輻者的濃厚興趣,被廣泛應(yīng)用于化學(xué)的各個(gè)領(lǐng)域,并形射能加快FeCl3 的水解,制備出尺寸、均勻性等均優(yōu)成了一門新興交叉學(xué)科微波化學(xué)(MEC 。1992 常規(guī)水浴加熱制備的粉體?！盁o機(jī)化工信息”2004年國際上

2、成立了微波化學(xué)委員會(huì),1996 年國也成年第一期報(bào)導(dǎo)了- Fe2O3 粉體微波制備方法。李立了類似組織。微波在無機(jī)化學(xué)中應(yīng)用也是目前平等利用微波加熱制備出的ZnO納米粉體結(jié)晶性能的熱點(diǎn)之一。良好,粒徑大小均勻,晶體形貌由原來的棒狀變?yōu)闇?zhǔn)1型1、微波加熱的原理及其特點(diǎn)球形,粒徑為納米級(jí)。我們利用微波加熱制根據(jù)物質(zhì)對(duì)微波的吸收程度,可將物質(zhì)材料分為YSZ納米粉體,粒子分散性好,晶體形貌為橢球成導(dǎo)體、絕緣體和介質(zhì)。微波不能進(jìn)入導(dǎo)體內(nèi)部平均粒徑為37nm。在480 - 980 范圍內(nèi)呈現(xiàn)良2、好的電導(dǎo)率并有較高的穩(wěn)定性。我們用微能在其表面反射。絕緣體可透過微波而對(duì)微波吸收,波輔助制備納米級(jí)氧化銅平均粒

3、徑很小。介質(zhì)可透過并吸收微波,介質(zhì)通常為極性分為17 - 24nm左右。楊升紅等用微波法成功合成出銳鈦礦型納米子組成。介質(zhì)分子在微波埸中其極性分子取向?qū)⑴c粉未顆粒分散性好粒徑分布均勻平均粒徑電場(chǎng)方向一致。當(dāng)電場(chǎng)發(fā)生變化時(shí),極性分子也隨TiO2 , , ,之變化。一方面由于極性分子的變化滯后于電場(chǎng)的70nm ,粉未呈球形,成本低工藝簡(jiǎn)單。變化,因而產(chǎn)生了扭曲效應(yīng)而轉(zhuǎn)化為熱能。另一方2.2 微波燒結(jié)面介質(zhì)分子在電場(chǎng)的作用下兩極排列,電場(chǎng)振蕩,迫微波燒結(jié)具有突出的優(yōu)勢(shì):節(jié)能省時(shí)無污染;燒使兩極分子旋轉(zhuǎn)、移動(dòng),當(dāng)加速的離子相遇,碰撞摩結(jié)溫度低、物料受熱均勻,致密度高,大大改善了材擦?xí)r就轉(zhuǎn)化為熱能。即微

4、波加熱機(jī)理是通過極化機(jī)料性能,產(chǎn)生具有新的微觀結(jié)構(gòu)的優(yōu)良性能的材料。制和離子傳導(dǎo)機(jī)制進(jìn)行加熱。微波加熱有如下的特陶瓷是一種廣泛應(yīng)用的無機(jī)材料,其合成通常點(diǎn):(1物質(zhì)對(duì)微波的吸收有選擇性,有利于提高產(chǎn)采用燃燒合成法,近年國外已采用超微粉未制備技品質(zhì)量。(2快速高效、能耗低、無污染和易控制。術(shù)、高致密成型技術(shù)、特種燒結(jié)技術(shù)及熱處理技術(shù)。2、微波技術(shù)在無機(jī)化學(xué)的應(yīng)用而微波燒結(jié)能大大提高合成速度(如D R Baghursr2.1制備高純超細(xì)粉體的試驗(yàn)可以提高速度240 倍 ,并能在較低的溫度下進(jìn)行,從而使材料的密度得到改善。王峰等利用微鹽類的水解是制備均勻分散體系最常用的方,波燒結(jié)出了瓷舟并且還成功燒

5、結(jié)出不開裂、法。與傳統(tǒng)的加熱法不同,微波加熱能在很短的時(shí)Al2O3 ,組織均勻的發(fā)動(dòng)機(jī)增壓渦輪轉(zhuǎn)子,其坯體直徑為10nm左右,從而改善粒徑的均勻性。Tu 等把微波技術(shù)應(yīng)用到96mm ,最終致密度為理論致密度的97 %。馮士明等Pt、Ir、Rh、Ru、Au和Pd等納米金屬團(tuán)簇的制備。廖用微波燒結(jié)Al2O3 陶瓷,使燒結(jié)溫度降低400 ,燒學(xué)紅等用微波合成CdS納米棒。結(jié)時(shí)間縮短。曲世明等用微波技術(shù)燒結(jié)成ZrO2 , 晶須是缺陷很少的單晶纖維晶體結(jié)構(gòu)完整,Si3O4 和Si3N4,大幅度縮短燒結(jié)時(shí)間和節(jié)約了電能。度和模量接近于理想單晶體理論強(qiáng)度和模量。范興祥等用微波輻射法制備四角狀氧化鋅晶須產(chǎn)物為

6、超導(dǎo)陶瓷材料YBa2Cu3O7 - X合成,用常規(guī)加熱法需,立體四針白色纖維晶須結(jié)構(gòu)完整縮短了制備時(shí)要24h ,而張力學(xué)等采用微波合成加熱,加熱時(shí)間總, ,9間降低了能耗簡(jiǎn)化了工藝。戴長(zhǎng)虹等用高反應(yīng)共才用45min。程宇航等用微波燒結(jié)制備了CuTi - , ,活性的熱解炭作炭源用納米微粉作硅源在金剛石復(fù)合體,在燒結(jié)中沒有發(fā)生石墨化變,CuTi , SiO2 ,微波爐中合成了納米晶須。程志林等用微波合- 金剛石復(fù)合體中的金剛石顆粒與CuTi 基體間能SiC成了分子篩膜晶粒度明顯小于常規(guī)相同配比形成良好的結(jié)合。Daiton 用微波加熱應(yīng)用在自蔓延NaY ,10所得樣品的晶粒度且晶化時(shí)間明顯縮短。阮

7、圣高溫合成中合成了TiC等9 種材料。平等用微波檸檬酸鹽法合成BaFe O 復(fù)合氧化物Agrawal等采用帶有附加層的微波燒結(jié)爐腔制12 19納米材料。造出粉未冶金不銹鋼、銅鐵合金、銅鋅合金、鎢銅合2.4 制備碳材料金及鎳基高溫合金,其斷裂模量比常規(guī)法制備的樊希安等以棉稈為原料,微波輻射氯化鋅法制出60 %。Anklekar等利用微波燒結(jié)了含銅合金鋼,備活性炭,活化時(shí)間6min(為傳統(tǒng)方法的1/36 ,產(chǎn)強(qiáng)度達(dá)1077MPa ,比常規(guī)法提高了30%,密度從常規(guī)3 3、品吸附性能超過國家一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。西班牙研究院把活法的7.00g/cm 提到7.40g/cm ,并且孔隙更小更性炭纖維經(jīng)微波加熱制得炭

8、分子篩,它對(duì)O2/ N2 、均勻,形狀更趨于園形。并發(fā)現(xiàn)在高磁場(chǎng)下的微波CO2/ CH4 混合氣體表現(xiàn)出良好的氣體選擇效果,與燒結(jié)能夠制備出完全非晶態(tài)的磁性材料,將具有顯傳統(tǒng)的碳化學(xué)沉積法相比具有簡(jiǎn)單、快速、成本低著硬磁特性的材料(如NdFeB 永磁體變成軟磁材,把碳納米管用微波在硝料。美籍華人科學(xué)家獨(dú)創(chuàng)了微波爐煉鋼法。Chieng Ming Chen酸或鹽酸中處理能在短時(shí)間內(nèi)溶去金屬催化劑。2.3 制備納米材料,1.留物大大提高了碳納米管的提純效率。王升高傳統(tǒng)納米材料制備方法反應(yīng)溶液溫度低,反應(yīng),等用微波等離子體化學(xué)氣相沉積法在較低溫度下合時(shí)間長(zhǎng),控制條件要求嚴(yán)格。2.馬旭村有快速、簡(jiǎn)便、省

9、電、避免團(tuán)聚等特點(diǎn),得到普遍關(guān),等利用微波等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積法在多孔二注。Wada等利用微波加熱成功地制備了平均粒徑氧化硅基底上制備了大面積取向一致的碳氮納米管為7nm的Ni 納米顆粒。程起林等利用微波等離子薄膜。納米管的直徑一般100nm ,長(zhǎng)度可達(dá)20m ,法制備了納米金屬鉬粉。羅楊合等以檸檬酸鈉作還為納米鐘的線性聚合物。納米管的成分中同時(shí)均勻原劑、聚丙烯酰胺作穩(wěn)定劑,采用微波高壓液相合成含有C、N 兩種元素。C 與N 之間成鍵結(jié)合。這預(yù)法制備了穩(wěn)定的液相鉑納米粒子,鉑納米粒子呈球。3.馬旭村展示一種新的C1 - XNX(X=0.16 ±0.01相出現(xiàn)在納形,粒徑約為10n

10、m 。徐甲強(qiáng)等微波水解法制備納米管結(jié)構(gòu)中。陳新等用微波等離子體輔助化學(xué)氣相米ZnO并進(jìn)行氣敏性測(cè)試,所需時(shí)間顯著縮短。4.沉積法,以Ni/孔性Al O 為模板,低溫( < 520 合對(duì)酒精和汽油皆有較高的靈敏度。5.成了呈列線排布的碳納米管陣列工藝簡(jiǎn)單。輻射制備了- Fe2O3 納米粒子。張邁生用微波合,在功能材料制造及其它方面中的應(yīng)用成納米微球。杜小旺利用微波輻射制取了平均粒徑2.5。6.張邁生對(duì)微波合成功能材料進(jìn)行了試驗(yàn)。為50.64 的球形磷酸鈷納米粒子,操作簡(jiǎn)便快速。Sm三元多晶半導(dǎo)體化合物銅銦硫和銅銦硒吳華強(qiáng)等利用微波輻射制備硫化鎘和硫化鉍納米粒CuInS2。7.Si是太陽能電

11、池特殊材料。傳統(tǒng)上是由單質(zhì)子。張秀鳳等用微波固相氧化還原合成法制備納CuInSc2在特制的反應(yīng)容器內(nèi)經(jīng)以上高溫燃燒合成。米氟化鈰,合成的CeF3 晶型為類球形,平均粒徑為, 12h而在微波輻射下只用約3min ,操作過程簡(jiǎn)單。儲(chǔ)剛100nm。包建軍等用微波聚合制備單分散超細(xì)的聚等用微波合成固體氧化物燃料電池負(fù)極材料La甲基丙烯酸甲醇酯微球。8.沸石分子篩是水合硅鉬酸鹽是一種導(dǎo)期由常規(guī)的15min縮短到2min。微波加熱聚合還Sr0.1MnO3 ,可以提高乳液聚合制備納米微球的工藝重復(fù)性,進(jìn)廣泛使用的功能材料。微波加熱技術(shù)用于合成沸石,分子篩是一種有效的方法,能大幅度提高合成速度, 用微波改善活

12、性碳,增強(qiáng)了其對(duì)吡啶的吸附能力。如NY沸石的合成從24h縮短到10min ,同時(shí)晶體的微波技術(shù)還用于ABO3 復(fù)合氧化物的微波水熱合成粒徑得到有效控制,質(zhì)量明顯改善。波輻射合成介孔分子篩MCM 48,產(chǎn)物具有三維的微波技術(shù)在礦物處理中的應(yīng)用。9.介孔排列結(jié)構(gòu),孔徑約3.5nm。三氯化鐵的鎳黃鐵礦中萃取鎳,回收率約99 %。無機(jī)柱撐蒙脫石可作為吸附環(huán)境污染的材料。Huayixin從硅酸鋅礦物中提取鋅,鋅的萃取率是99%王慧娟等用微波制備無機(jī)柱撐蒙脫石,產(chǎn)物的層間08 %,而硅和鐵的萃取率分別低于0. 30 %和0- 20距增加為1. 7395nm;室溫條件下,F初始濃度10 % 。50mg/L

13、,吸附劑投加量20g/L,吸附振蕩時(shí)間為3 -40min時(shí),對(duì)F 的去除率達(dá)74. 6 %,較未改性柱撐微波技術(shù)在化學(xué)中的應(yīng)用以清潔高效、污染少。蒙脫石提高了19.5 %。曹玉紅等利用微波輻射干法被譽(yù)為“綠色化學(xué)”。在化學(xué)的各個(gè)領(lǐng)域都有廣泛的制備鈉基蒙脫土。微波加熱干燥3min ,即可得到陽應(yīng)用,但是其作用機(jī)理并沒有完全了解也不能進(jìn)行。10.離子交換容量達(dá)1.32mmol/g的鈉基蒙脫土。定量運(yùn)算,在實(shí)際生產(chǎn)中一些關(guān)鍵性的技術(shù)還攻破。張世敏等利用微波輻射干燥錫酸鈉也取得較好,所以距離工業(yè)化應(yīng)用還有一段距離。11.三氯化鉬是鉬冶金中的一種重要的中間產(chǎn)切先進(jìn)技術(shù)與分析化學(xué)的先進(jìn)技術(shù)有機(jī)地結(jié)合起物。

14、秦文峰等利用煅燒鉬酸銨制取高純?nèi)然f,使之更好地為人類服務(wù)這一理念而產(chǎn)生的。12.所得產(chǎn)物粒度均勻,雜質(zhì)含量低。湯建偉等利用波技術(shù)是一種先進(jìn)技術(shù),如何把它與其它的先進(jìn)技微波改造傳統(tǒng)的過磷酸鈣生產(chǎn)工藝。程學(xué)群等利用術(shù)有機(jī)地結(jié)合起來,取長(zhǎng)補(bǔ)短,使之更好地為人類服微波加熱技術(shù)對(duì)TiO2進(jìn)行改性取得較好的效果。務(wù)是微波技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展方向。參考文獻(xiàn)1 李平,趙會(huì)玲,張萍,賈振斌,魏雨.微波加熱制備納米ZnO粉體及其表征J . 精細(xì)化工,2003 ,20(5 :265 - 267.2 陳改榮,徐紹紅,苗郁.溶膠凝膠微波加熱技術(shù)制備Y2O3 穩(wěn)定ZrO2 納米粉體的研究J . 功能材料,2003 ,34

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