二、水熱與溶劑熱

1、水熱與溶劑熱合成水熱與溶劑熱合成化學(xué)氣相沉積化學(xué)氣相沉積: 利用氣體或蒸氣等利用氣體或蒸氣等氣態(tài)氣態(tài)物質(zhì)在氣物質(zhì)在氣相或氣固界面上經(jīng)相或氣固界面上經(jīng)化學(xué)反應(yīng)化學(xué)反應(yīng)生成生成固態(tài)沉積物固態(tài)沉積物的技的技術(shù)。術(shù)。（Chemical Vapor Deposition）回顧上節(jié)課的內(nèi)容回顧上節(jié)課的內(nèi)容與物理氣相沉積的區(qū)別？哪些屬于物理氣相沉積？與物理氣相沉積的區(qū)別？哪些屬于物理氣相沉積？物理氣相沉積物理氣相沉積(Physical Vapor Deposition(Physical Vapor Deposition，PVD)PVD) 在真空條件下，采用物理方法，將材料源在真空條件下，采用物理方法，將材料

2、源固體或液體表固體或液體表面氣化成氣態(tài)原子、分子或部分電離成離子，并通過低壓氣面氣化成氣態(tài)原子、分子或部分電離成離子，并通過低壓氣體體( (或等離子體或等離子體) )過程，在基體表面沉積具有某種特殊功能的過程，在基體表面沉積具有某種特殊功能的薄膜的技術(shù)。薄膜的技術(shù)。物理氣相沉積的主要方法有，真空蒸鍍、濺射鍍膜、電弧等物理氣相沉積的主要方法有，真空蒸鍍、濺射鍍膜、電弧等離子體鍍、離子鍍膜，及分子束外延等。離子體鍍、離子鍍膜，及分子束外延等。 4水熱與溶劑熱合成方法的發(fā)展水熱與溶劑熱合成方法的發(fā)展水熱與溶劑熱合成方法原理水熱與溶劑熱合成方法原理水熱與溶劑熱合成工藝水熱與溶劑熱合成工藝水熱與溶劑熱合

3、成方法應(yīng)用實例水熱與溶劑熱合成方法應(yīng)用實例目目 錄錄 2.1 2.2 2.3 2.4 2.1水熱與溶劑熱的基本概念水熱與溶劑熱的基本概念5基本概念基本概念 水熱與溶劑熱合成是指水熱與溶劑熱合成是指在一定溫度在一定溫度(100-1000)和壓和壓強強(1-100MPa)條件下利用條件下利用溶液中物質(zhì)化學(xué)反應(yīng)溶液中物質(zhì)化學(xué)反應(yīng)所進行的所進行的無機合成與材料制備無機合成與材料制備的一種有效方法。的一種有效方法。什么叫水熱與溶劑熱合成？什么叫水熱與溶劑熱合成？ 由于合成反應(yīng)在高溫高壓條件下進行，所以水熱與溶由于合成反應(yīng)在高溫高壓條件下進行，所以水熱與溶劑熱合成化學(xué)反應(yīng)體系具有特殊的技術(shù)要求，合成反應(yīng)一

4、劑熱合成化學(xué)反應(yīng)體系具有特殊的技術(shù)要求，合成反應(yīng)一般在般在特定類型的密閉容器或高壓釜中進行特定類型的密閉容器或高壓釜中進行。 水熱與溶劑熱合成化學(xué)與溶液化學(xué)不同，它是研究物水熱與溶劑熱合成化學(xué)與溶液化學(xué)不同，它是研究物質(zhì)在質(zhì)在高溫和密閉或高壓條件高溫和密閉或高壓條件下溶液中的化學(xué)行為與規(guī)律下溶液中的化學(xué)行為與規(guī)律的化學(xué)分支。的化學(xué)分支。7水熱法水熱法(Hydrothermal Synthesis)，是指在特制的，是指在特制的密閉反應(yīng)器（高壓釜）中，采用水溶液作為反應(yīng)密閉反應(yīng)器（高壓釜）中，采用水溶液作為反應(yīng)體系，通過對反應(yīng)體系加熱、加壓體系，通過對反應(yīng)體系加熱、加壓(或自生蒸氣或自生蒸氣壓），

5、創(chuàng)造一個相對高溫、高壓的反應(yīng)環(huán)境，使壓），創(chuàng)造一個相對高溫、高壓的反應(yīng)環(huán)境，使得通常難溶或不溶的物質(zhì)溶解，并且重結(jié)晶而進得通常難溶或不溶的物質(zhì)溶解，并且重結(jié)晶而進行無機合成與材料處理的一種有效方法。行無機合成與材料處理的一種有效方法。 8溶劑熱法（溶劑熱法（Solvothermal Synthesis），），將水熱法將水熱法中的水換成有機溶劑或非水溶媒（例如：有機中的水換成有機溶劑或非水溶媒（例如：有機胺、醇、氨、四氯化碳或苯等），采用類似于水胺、醇、氨、四氯化碳或苯等），采用類似于水熱法的原理，以制備在水溶液中無法長成，易氧熱法的原理，以制備在水溶液中無法長成，易氧化、易水解或?qū)λ舾械牟牧?/p>

6、。化、易水解或?qū)λ舾械牟牧稀Ｈ缛鏘II-VIII-V族半導(dǎo)體化合物、氮化物、硫族化合族半導(dǎo)體化合物、氮化物、硫族化合物、新型磷（砷）酸鹽分子篩三維骨架結(jié)構(gòu)等。物、新型磷（砷）酸鹽分子篩三維骨架結(jié)構(gòu)等。 9溶劑熱溶劑熱法優(yōu)點法優(yōu)點 p在有機溶劑中進行的反應(yīng)能夠有效地抑制產(chǎn)物的氧化過程在有機溶劑中進行的反應(yīng)能夠有效地抑制產(chǎn)物的氧化過程或水中氧的污染；或水中氧的污染； p非水溶劑的采用使得溶劑熱法可選擇原料范圍大大擴大；非水溶劑的采用使得溶劑熱法可選擇原料范圍大大擴大；p由于有機溶劑的低沸點，在同樣的條件下，它們可以達到由于有機溶劑的低沸點，在同樣的條件下，它們可以達到比水熱合成更高的氣壓，從而有

7、利于產(chǎn)物的結(jié)晶；比水熱合成更高的氣壓，從而有利于產(chǎn)物的結(jié)晶； p由于較低的反應(yīng)溫度，反應(yīng)物中結(jié)構(gòu)單元可以保留到產(chǎn)物由于較低的反應(yīng)溫度，反應(yīng)物中結(jié)構(gòu)單元可以保留到產(chǎn)物中不受破壞，同時，有機溶劑官能團和反應(yīng)物或產(chǎn)物作用，中不受破壞，同時，有機溶劑官能團和反應(yīng)物或產(chǎn)物作用，生成某些新型在催化和儲能方面有潛在應(yīng)用的材料；生成某些新型在催化和儲能方面有潛在應(yīng)用的材料；1011水熱水熱法：法：u 最早采用水熱法制備材料：最早采用水熱法制備材料：1845年年K.F.Eschafhautl以硅以硅酸為原料在水熱條件下制備石英晶體酸為原料在水熱條件下制備石英晶體 ；u 一些地質(zhì)學(xué)家采用水熱法制備得到了許多礦物，

8、到一些地質(zhì)學(xué)家采用水熱法制備得到了許多礦物，到1900年已制備出約年已制備出約80種礦物，其中經(jīng)鑒定確定有石英，長石，種礦物，其中經(jīng)鑒定確定有石英，長石，硅灰石等硅灰石等 ；u 1900年以后，年以后，G.W. Morey和他的同事在華盛頓地球物理和他的同事在華盛頓地球物理實驗室開始進行相平衡研究，建立了水熱合成理論，并實驗室開始進行相平衡研究，建立了水熱合成理論，并研究了眾多礦物系統(tǒng)。研究了眾多礦物系統(tǒng)。 12溶劑熱：溶劑熱：u1985年，年，Bindy首次在首次在“Nature”雜志上發(fā)表文章報道了高雜志上發(fā)表文章報道了高壓釜中利用非水溶劑合成沸石的方法，拉開了溶劑熱合成壓釜中利用非水溶劑

9、合成沸石的方法，拉開了溶劑熱合成的序幕。的序幕。u到目前為止，溶劑熱合成法已得到很快的發(fā)展，并在納米到目前為止，溶劑熱合成法已得到很快的發(fā)展，并在納米材料制備中具有越來越重要的作用材料制備中具有越來越重要的作用。13生活中的水熱或溶劑熱？生活中的水熱或溶劑熱？舉例？舉例？14為什么高壓鍋煮飯、燉肉時間短、效率高？為什么高壓鍋煮飯、燉肉時間短、效率高？15煮飯主要發(fā)生的變化？煮飯主要發(fā)生的變化？淀粉加熱水解淀粉加熱水解中間產(chǎn)物：糊精中間產(chǎn)物：糊精(C6H10O5)n+nH2O燉肉發(fā)生的變化？燉肉發(fā)生的變化？nC6H12O6(C6H10O5)x煮飯就是淀粉水解形成短鏈糊精和葡萄糖等的一煮飯就是淀粉

10、水解形成短鏈糊精和葡萄糖等的一個反應(yīng)過程。個反應(yīng)過程。以蛋白質(zhì)為例，高溫下首先破壞蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)，如二以蛋白質(zhì)為例，高溫下首先破壞蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)，如二硫鍵和氫鍵，時間久了肽鍵也會斷裂，經(jīng)過高溫后肉變得硫鍵和氫鍵，時間久了肽鍵也會斷裂，經(jīng)過高溫后肉變得易消化和吸收。易消化和吸收。16（一）水熱與溶劑熱（一）水熱與溶劑熱反應(yīng)介質(zhì)的性質(zhì)反應(yīng)介質(zhì)的性質(zhì)1、水或有機溶劑的作用水或有機溶劑的作用（1）作為化學(xué)組分起化學(xué)反應(yīng)；作為化學(xué)組分起化學(xué)反應(yīng)；（2）溶劑為反應(yīng)提供場所，起壓力傳遞介質(zhì)的作用；）溶劑為反應(yīng)提供場所，起壓力傳遞介質(zhì)的作用；（3）使反應(yīng)物溶解，生成溶劑合物；）使反應(yīng)物溶解，生成溶劑合物；

11、（4） 促進反應(yīng)和重排；促進反應(yīng)和重排；（5）影響化學(xué)反應(yīng)速率。）影響化學(xué)反應(yīng)速率。2、高溫高壓下水熱反應(yīng)具有三個特征：、高溫高壓下水熱反應(yīng)具有三個特征：（1 1）使重要離子間的反應(yīng)加速；）使重要離子間的反應(yīng)加速；（2 2）使水解反應(yīng)加速；）使水解反應(yīng)加速；（3 3）使其氧化還原電勢發(fā)生明顯變化。）使其氧化還原電勢發(fā)生明顯變化。3、高溫高壓水熱體系中，水的性質(zhì)將產(chǎn)生哪些變化？、高溫高壓水熱體系中，水的性質(zhì)將產(chǎn)生哪些變化？是如何影響反應(yīng)進行的？是如何影響反應(yīng)進行的？（1 1）離子積變高）離子積變高（2 2）粘度、密度、表面張力變低）粘度、密度、表面張力變低（3 3）熱擴散系數(shù)變高）熱擴散系數(shù)變高

12、（4 4）蒸氣壓變高）蒸氣壓變高19C(HC(H+ +)C(OH)C(OH- -)=K(W), )=K(W), 其中其中K(W)K(W)稱作水的離子積常數(shù)。稱作水的離子積常數(shù)。（1 1）離子積）離子積溫溫度度/度度壓壓力力Kw250.1MPa10-141000.1MPa10-1210001GPa10-7.85100015-20GPa完全解離水的離子積隨水的離子積隨P和和T的增加迅速增大的增加迅速增大，當壓力，當壓力1000，15-20GPa條件下，此時水完全解離成條件下，此時水完全解離成H3O+和和OH-，幾，幾乎類同于熔融鹽。乎類同于熔融鹽。水的電離：水的電離： 水是離子反應(yīng)的主要介質(zhì)水是離

13、子反應(yīng)的主要介質(zhì)，高溫高壓水熱條件下，水的電，高溫高壓水熱條件下，水的電離常數(shù)隨反應(yīng)溫度、壓力的上升而增加，以水為介質(zhì)的反應(yīng)的離常數(shù)隨反應(yīng)溫度、壓力的上升而增加，以水為介質(zhì)的反應(yīng)的速率自然會增大，速率自然會增大，其活性的增強，會促進水熱反應(yīng)的進行。其活性的增強，會促進水熱反應(yīng)的進行。離子積增高如何影響水熱溶劑熱的反應(yīng)？離子積增高如何影響水熱溶劑熱的反應(yīng)？ 即使是在常溫常壓下不溶于水的礦物或有機物的反應(yīng)，在即使是在常溫常壓下不溶于水的礦物或有機物的反應(yīng)，在水熱條件下也能誘發(fā)離子反應(yīng)或促進水解反應(yīng)。水熱條件下也能誘發(fā)離子反應(yīng)或促進水解反應(yīng)。 導(dǎo)致水熱反應(yīng)加劇的主要原因，是在水熱條件下水的電導(dǎo)致水熱

14、反應(yīng)加劇的主要原因，是在水熱條件下水的電離常數(shù)隨溫度的提升而大幅度增加。離常數(shù)隨溫度的提升而大幅度增加。2.2.粘度和表面張力粘度和表面張力水的粘度和表面張力隨溫度升高而下降。水的粘度和表面張力隨溫度升高而下降。 水熱體系中水的粘度下降使溶液中的分子和離子的活動性大水熱體系中水的粘度下降使溶液中的分子和離子的活動性大為增加，在水熱溶液中存在著十分有效地擴散，從而使得水熱為增加，在水熱溶液中存在著十分有效地擴散，從而使得水熱晶體生長較其他水溶液晶體生長具有更快的生長速率。晶體生長較其他水溶液晶體生長具有更快的生長速率。例如在例如在300-500300-500時，水熱溶液的粘度約為時，水熱溶液的粘

15、度約為9-149-141010-5 -5Pa.s,Pa.s,較較常溫常壓下水溶液的粘度低約兩個數(shù)量級。常溫常壓下水溶液的粘度低約兩個數(shù)量級。3.3.熱擴散系數(shù)熱擴散系數(shù) 水熱條件下水的水熱條件下水的熱擴散系數(shù)熱擴散系數(shù)比其在常溫常壓下有比其在常溫常壓下有較大的較大的增加增加，這使得水熱溶液比常溫常壓下的水溶液，這使得水熱溶液比常溫常壓下的水溶液具有更大的具有更大的對流驅(qū)動力對流驅(qū)動力。熱擴散系數(shù)：反映溫度不均勻的物體中溫度均勻化速度熱擴散系數(shù)：反映溫度不均勻的物體中溫度均勻化速度的物理量。的物理量。4.4.密度密度隨溫度的增加，密度逐漸降低。隨溫度的增加，密度逐漸降低。粘度、介電常數(shù)與各種材料

16、粘度、介電常數(shù)與各種材料的溶解度等性質(zhì)都隨密度的增加而增加，而擴散系數(shù)則隨密的溶解度等性質(zhì)都隨密度的增加而增加，而擴散系數(shù)則隨密度的增加而減小。度的增加而減小。水的溫度水的溫度/ /密度圖密度圖245.5.蒸汽壓蒸汽壓無論哪種填充度，溫度升高，水熱溶劑熱體系內(nèi)的壓力都會增加。無論哪種填充度，溫度升高，水熱溶劑熱體系內(nèi)的壓力都會增加。不同填充度下水不同填充度下水的壓強的壓強- -溫度圖溫度圖25在水熱反應(yīng)中，壓力在晶相轉(zhuǎn)變過程中起重要作用在水熱反應(yīng)中，壓力在晶相轉(zhuǎn)變過程中起重要作用, ,例如，例如，壓力的作用在于通過增加分子間碰撞的機會而加快反應(yīng)，壓力的作用在于通過增加分子間碰撞的機會而加快反應(yīng)

17、，高壓對原子外層電子具有解離作用，促進氧化反應(yīng)。高壓對原子外層電子具有解離作用，促進氧化反應(yīng)。正如氣正如氣- -固相高壓反應(yīng)一樣，高壓在熱力學(xué)狀態(tài)關(guān)系中可以固相高壓反應(yīng)一樣，高壓在熱力學(xué)狀態(tài)關(guān)系中可以起到改變反應(yīng)平衡方向的作用。起到改變反應(yīng)平衡方向的作用。在在ABOABO3 3（BaTiOBaTiO3 3）立方相與四方相轉(zhuǎn)變中，我們可以看到水）立方相與四方相轉(zhuǎn)變中，我們可以看到水熱條件下高溫低壓和高壓低溫有利于四方相的生成。熱條件下高溫低壓和高壓低溫有利于四方相的生成。壓力增大是如何影響反應(yīng)速率的？壓力增大是如何影響反應(yīng)速率的？水熱與溶劑熱條件下反應(yīng)物反應(yīng)性能改變、活性提高，有水熱與溶劑熱條件

18、下反應(yīng)物反應(yīng)性能改變、活性提高，有可能代替固相反應(yīng)及難于進行的合成反應(yīng)，產(chǎn)生一系列新可能代替固相反應(yīng)及難于進行的合成反應(yīng)，產(chǎn)生一系列新的合成方法。的合成方法。水熱與溶劑熱條件下中間態(tài)、介穩(wěn)態(tài)以及特殊物相易于生水熱與溶劑熱條件下中間態(tài)、介穩(wěn)態(tài)以及特殊物相易于生成，能合成與開發(fā)一系列特種介穩(wěn)結(jié)構(gòu)、特種凝聚態(tài)的新成，能合成與開發(fā)一系列特種介穩(wěn)結(jié)構(gòu)、特種凝聚態(tài)的新合成產(chǎn)物。合成產(chǎn)物。能夠使低熔點化合物、高蒸氣壓且不能在融體中生成的物能夠使低熔點化合物、高蒸氣壓且不能在融體中生成的物質(zhì)、高溫分解相在水熱與溶劑熱低溫條件下晶化生成。質(zhì)、高溫分解相在水熱與溶劑熱低溫條件下晶化生成。 （二）水熱與溶劑熱合成化

19、學(xué)的特點（二）水熱與溶劑熱合成化學(xué)的特點水熱與溶劑熱的低溫、等壓、溶液條件，有利于生長極水熱與溶劑熱的低溫、等壓、溶液條件，有利于生長極少缺陷、取向好、完美的晶體，且合成產(chǎn)物結(jié)晶度高以少缺陷、取向好、完美的晶體，且合成產(chǎn)物結(jié)晶度高以及易于控制產(chǎn)物晶體的粒度。及易于控制產(chǎn)物晶體的粒度。由于易于調(diào)節(jié)水熱與溶劑熱條件下的環(huán)境氣氛，因而有由于易于調(diào)節(jié)水熱與溶劑熱條件下的環(huán)境氣氛，因而有利于低價態(tài)、中間價態(tài)與特殊價態(tài)化合物的生成，并能利于低價態(tài)、中間價態(tài)與特殊價態(tài)化合物的生成，并能均勻地進行摻雜。均勻地進行摻雜。不易團聚，分散性好。不易團聚，分散性好。28（三）成核與晶體生長（三）成核與晶體生長281.

20、 1. 晶粒形成的三種機制：晶粒形成的三種機制： “均勻溶液飽和析出均勻溶液飽和析出”機制機制“溶解溶解- -結(jié)晶結(jié)晶”機制機制“原位結(jié)晶原位結(jié)晶”機制機制29“均勻溶液飽和析出均勻溶液飽和析出”機制機制 如采用金屬鹽溶液為前驅(qū)物，隨著水熱反應(yīng)如采用金屬鹽溶液為前驅(qū)物，隨著水熱反應(yīng)溫度和體系壓力的增大，溶質(zhì)（金屬陽離子的水溫度和體系壓力的增大，溶質(zhì)（金屬陽離子的水合物）通過水解和縮聚反應(yīng)，生成相應(yīng)的配位聚合物）通過水解和縮聚反應(yīng)，生成相應(yīng)的配位聚集體（可以是單聚體，也可以是多聚體）當其濃集體（可以是單聚體，也可以是多聚體）當其濃度達到過飽和時就開始析出晶核，最終長大成晶度達到過飽和時就開始析出

21、晶核，最終長大成晶粒。粒。 均一體系，溶質(zhì)過飽和，析出晶核然后長大。均一體系，溶質(zhì)過飽和，析出晶核然后長大。30“溶解溶解-結(jié)晶結(jié)晶”機制機制所謂所謂“溶解溶解”是指水熱反應(yīng)初期，前驅(qū)物微粒之間的團聚和是指水熱反應(yīng)初期，前驅(qū)物微粒之間的團聚和聯(lián)接遭到破壞，從而使微粒自身在水熱介質(zhì)中溶解，以離子聯(lián)接遭到破壞，從而使微粒自身在水熱介質(zhì)中溶解，以離子或離子團的形式進入溶液，進而成核、結(jié)晶而形成晶粒；或離子團的形式進入溶液，進而成核、結(jié)晶而形成晶粒； “結(jié)晶結(jié)晶”是指當水熱介質(zhì)中溶質(zhì)的濃度高于晶粒的成核所需是指當水熱介質(zhì)中溶質(zhì)的濃度高于晶粒的成核所需要的過飽和度時，體系內(nèi)發(fā)生晶粒的成核和生長，隨著結(jié)晶

22、要的過飽和度時，體系內(nèi)發(fā)生晶粒的成核和生長，隨著結(jié)晶過程的進行，介質(zhì)中用于結(jié)晶的物料濃度又變得低于前驅(qū)物過程的進行，介質(zhì)中用于結(jié)晶的物料濃度又變得低于前驅(qū)物的溶解度，這使得前驅(qū)物的溶解繼續(xù)進行。如此反復(fù)，只要的溶解度，這使得前驅(qū)物的溶解繼續(xù)進行。如此反復(fù)，只要反應(yīng)時間足夠長，前驅(qū)物將完全溶解，生成相應(yīng)的晶粒。反應(yīng)時間足夠長，前驅(qū)物將完全溶解，生成相應(yīng)的晶粒。 31“原位結(jié)晶原位結(jié)晶”機制機制 當選用常溫常壓下不可溶的固體粉末，凝膠或沉淀當選用常溫常壓下不可溶的固體粉末，凝膠或沉淀為前驅(qū)物時，如果前驅(qū)物和晶相的溶解度相差不是很大為前驅(qū)物時，如果前驅(qū)物和晶相的溶解度相差不是很大時，或者時，或者“溶

23、解溶解- -結(jié)晶結(jié)晶”的動力學(xué)速度過慢，則前驅(qū)物可的動力學(xué)速度過慢，則前驅(qū)物可以經(jīng)過脫去羥基（或脫水），以經(jīng)過脫去羥基（或脫水），原子原位重排原子原位重排而轉(zhuǎn)變?yōu)榻Y(jié)而轉(zhuǎn)變?yōu)榻Y(jié)晶態(tài)。晶態(tài)。2. 2. 晶粒形成的三個階段晶粒形成的三個階段（1 1）生長基元與晶核的形成：）生長基元與晶核的形成：（2 2）生長基元在固）生長基元在固- -液生長界面上的吸附與運動：液生長界面上的吸附與運動：（3 3）生長基元在界面上的結(jié)晶或脫附：）生長基元在界面上的結(jié)晶或脫附：體系中由于物質(zhì)的相互作用，動態(tài)地形成不同結(jié)構(gòu)形式的生體系中由于物質(zhì)的相互作用，動態(tài)地形成不同結(jié)構(gòu)形式的生長基元，它們不停的運動，相互轉(zhuǎn)化，隨時產(chǎn)

24、生或消滅。當長基元，它們不停的運動，相互轉(zhuǎn)化，隨時產(chǎn)生或消滅。當滿足線度和幾何構(gòu)型要求時，晶核即生成。滿足線度和幾何構(gòu)型要求時，晶核即生成。由于對流、熱力學(xué)無規(guī)則運動或者原子吸引力，生長基元運由于對流、熱力學(xué)無規(guī)則運動或者原子吸引力，生長基元運動到固動到固- -液生長界面并被吸附，在界面上遷移運動。液生長界面并被吸附，在界面上遷移運動。在界面上吸附的生長基元，經(jīng)過一定距離的運動，可能在界面在界面上吸附的生長基元，經(jīng)過一定距離的運動，可能在界面某一適當位置結(jié)晶并長入晶相，使得晶相不斷向環(huán)境相推移，某一適當位置結(jié)晶并長入晶相，使得晶相不斷向環(huán)境相推移，或者脫附而重新回到環(huán)境相中?；蛘呙摳蕉匦禄氐?/p>

25、環(huán)境相中。3.3.晶體生長的特點晶體生長的特點- -非自發(fā)成核晶化動力學(xué)非自發(fā)成核晶化動力學(xué)（1 1）在籽晶或穩(wěn)定的核上的沉積速率隨著過飽和或過冷的程）在籽晶或穩(wěn)定的核上的沉積速率隨著過飽和或過冷的程度的增加，攪拌常會加速沉積。度的增加，攪拌常會加速沉積。（2 2）在同樣條件下，）在同樣條件下，晶體的各個面常常以不同速率生長晶體的各個面常常以不同速率生長，高，高指數(shù)晶面生長更快并傾向于消失。晶體的習性依賴這種效應(yīng)并指數(shù)晶面生長更快并傾向于消失。晶體的習性依賴這種效應(yīng)并為為被優(yōu)先吸附在確定晶面上的雜質(zhì)如染料所影響被優(yōu)先吸附在確定晶面上的雜質(zhì)如染料所影響，從而降低這，從而降低這些面上的生長速率。些

26、面上的生長速率。（3 3）由于晶化反應(yīng)速率整體上是增加的，在各面上的不同增）由于晶化反應(yīng)速率整體上是增加的，在各面上的不同增長速率傾向于消失。長速率傾向于消失。（4 4）缺陷表面的生長比無缺陷的光滑平面快。）缺陷表面的生長比無缺陷的光滑平面快。（5 5）在特定表面上無缺陷生長的最大速率隨著表面積的增加）在特定表面上無缺陷生長的最大速率隨著表面積的增加而降低，此種性質(zhì)對在適當時間內(nèi)無缺陷單晶的生長大小提而降低，此種性質(zhì)對在適當時間內(nèi)無缺陷單晶的生長大小提出來限制。出來限制。（四）反應(yīng)的基本類型（四）反應(yīng)的基本類型（1）合成反應(yīng)）合成反應(yīng)通過數(shù)種組分在水熱條通過數(shù)種組分在水熱條件下直接化合或經(jīng)中間

27、件下直接化合或經(jīng)中間態(tài)發(fā)生化合反應(yīng)。態(tài)發(fā)生化合反應(yīng)。 Nd2O3+H3PO4NdP5O14 CaOnAl2O3+H3PO4Ca5(PO4)3OH+AlPO4 La2O3+Fe2O3+SrCl2(La, Sr)FeO3 FeTiO3+KOHK2OnTiO2 （n=4，6）例如：例如：(2)熱處理反應(yīng)熱處理反應(yīng) 利用水熱與溶劑熱條件利用水熱與溶劑熱條件處理一般晶體而得到具處理一般晶體而得到具有特定性能晶體有特定性能晶體的反應(yīng)。的反應(yīng)。 例如：人工氟石棉例如：人工氟石棉 人人 工氟云母。工氟云母。(4) 離子交換反應(yīng)離子交換反應(yīng) 沸石陽離子交換；硬水的軟化、長石中的離子交換；石沸石陽離子交換；硬水的

28、軟化、長石中的離子交換；石棉的棉的OH-交換為交換為F-。(3)轉(zhuǎn)晶反應(yīng)轉(zhuǎn)晶反應(yīng) 利用水熱與溶劑熱條件下物質(zhì)熱力學(xué)和動力學(xué)穩(wěn)利用水熱與溶劑熱條件下物質(zhì)熱力學(xué)和動力學(xué)穩(wěn)定性差異進行的反應(yīng)。定性差異進行的反應(yīng)。 例如：長石例如：長石 高嶺石；橄欖石高嶺石；橄欖石蛇紋石。蛇紋石。 (5)(5)單晶培育單晶培育溫石棉MPaCSiOOHMg238 370350)(o22例如，例如，SiOSiO2 2單晶的生長，反應(yīng)條件為單晶的生長，反應(yīng)條件為0.5mol/L-NaOH0.5mol/L-NaOH，溫，溫度梯度度梯度410410300300，壓力，壓力120MPa120MPa，生長速率，生長速率1 12mm

29、/d2mm/d；若；若在反應(yīng)介質(zhì)在反應(yīng)介質(zhì)0.25mol/L0.25mol/LNaNa2 2COCO3 3中，則溫度梯度為中，則溫度梯度為400400370370，裝滿度為，裝滿度為7070，生長速率，生長速率1 12.5mm/d2.5mm/d。(6)(6)脫水反應(yīng)：脫水反應(yīng)：在一定溫度一定壓力下物質(zhì)脫水結(jié)晶的反應(yīng)。例如，在一定溫度一定壓力下物質(zhì)脫水結(jié)晶的反應(yīng)。例如，高溫高壓水熱與溶劑熱條件，籽晶培養(yǎng)大單晶。高溫高壓水熱與溶劑熱條件，籽晶培養(yǎng)大單晶。(7)(7)分解反應(yīng)分解反應(yīng)FeTiO3FeO+TiO2 ZrSiO4+NaOHZrO2+NaSiO3(8)(8)提取反應(yīng)提取反應(yīng)例如：鉀礦石中鉀

30、的水熱提取，重灰石中鎢的水熱提取。例如：鉀礦石中鉀的水熱提取，重灰石中鎢的水熱提取。在水熱與溶劑熱條件下從化合物在水熱與溶劑熱條件下從化合物( (或礦物或礦物) )中提取金屬的反應(yīng)。中提取金屬的反應(yīng)。在水熱與溶劑熱條件下分解化合物得到結(jié)晶的反應(yīng)。在水熱與溶劑熱條件下分解化合物得到結(jié)晶的反應(yīng)。例如，例如，(9)氧化反應(yīng)氧化反應(yīng) (10)沉淀反應(yīng)沉淀反應(yīng) 水熱與溶劑熱條件下生成沉淀得到新化合物的反應(yīng)。水熱與溶劑熱條件下生成沉淀得到新化合物的反應(yīng)。例如例如: KF+MnCl2KMnF3 KF+CoCl2KCoF3例如：例如：Cr+H2OCr2O3+H2； Zr+H2OZrO2+H2 Me+nLMeL

31、n （Me金屬離子，金屬離子，L有機配體）有機配體）金屬和高溫高壓的純水、水溶液、有機溶劑得到新氧化物、金屬和高溫高壓的純水、水溶液、有機溶劑得到新氧化物、配合物、金屬有機化合物的反應(yīng)。超臨界有機物種的全氧化配合物、金屬有機化合物的反應(yīng)。超臨界有機物種的全氧化反應(yīng)。反應(yīng)。(11)(11)晶化反應(yīng)晶化反應(yīng) (12)(12)水解反應(yīng)水解反應(yīng) 在水熱與溶劑熱條件下，進行加水分解的反應(yīng)。在水熱與溶劑熱條件下，進行加水分解的反應(yīng)。例如：醇鹽水解等。例如：醇鹽水解等。例如：例如：CeOCeO2 2x xH H2 2OCeOOCeO2 2 ZrO ZrO2 2HH2 2OMOMZrOZrO2 2+T+TZr

32、OZrO2 2在水熱與溶劑熱條件下，使溶膠、凝膠在水熱與溶劑熱條件下，使溶膠、凝膠(sol(sol、gel)gel)等非晶等非晶態(tài)物質(zhì)晶化的反應(yīng)。態(tài)物質(zhì)晶化的反應(yīng)。 (13)燒結(jié)反應(yīng)燒結(jié)反應(yīng) (14)反應(yīng)燒結(jié)反應(yīng)燒結(jié) 在水熱與溶劑熱條件下同時進行化學(xué)反應(yīng)和燒結(jié)反應(yīng)。在水熱與溶劑熱條件下同時進行化學(xué)反應(yīng)和燒結(jié)反應(yīng)。例如：氧化鉻、單斜氧化鋯、氧化鋁例如：氧化鉻、單斜氧化鋯、氧化鋁氧化鋯復(fù)合體的制備。氧化鋯復(fù)合體的制備。 (15)水熱熱壓反應(yīng)水熱熱壓反應(yīng) 在水熱熱壓條件下，材料固化與復(fù)合材料的生成反應(yīng)。在水熱熱壓條件下，材料固化與復(fù)合材料的生成反應(yīng)。例如：放射性廢料處理、特殊材料的固化成型、特種復(fù)合

33、材例如：放射性廢料處理、特殊材料的固化成型、特種復(fù)合材料的制備。料的制備。在水熱與溶劑熱條件下，實現(xiàn)燒結(jié)反應(yīng)。在水熱與溶劑熱條件下，實現(xiàn)燒結(jié)反應(yīng)。例如：制備含有例如：制備含有OH-、F-等揮發(fā)性物質(zhì)的陶瓷材料。等揮發(fā)性物質(zhì)的陶瓷材料。 （1616）水熱還原：）水熱還原：一些金屬氧化物、氫氧化物、碳酸鹽或復(fù)鹽等用水調(diào)漿，無需一些金屬氧化物、氫氧化物、碳酸鹽或復(fù)鹽等用水調(diào)漿，無需或只需極少量有機試劑，控制適當溫度和氣體分壓等條件，即或只需極少量有機試劑，控制適當溫度和氣體分壓等條件，即可制得超細金屬粉體。可制得超細金屬粉體。 例如：例如：MexOy+HMexOy+H2 2xMe+yHxMe+yH2

34、 2O O 其中其中MeMe為銀、銅等為銀、銅等42（五）適用范圍（五）適用范圍制備超細（納米）粉末制備超細（納米）粉末制備薄膜制備薄膜合成新材料、新結(jié)構(gòu)和亞穩(wěn)相合成新材料、新結(jié)構(gòu)和亞穩(wěn)相低溫生長單晶低溫生長單晶探索生命的起源探索生命的起源 2007年8月，美國地質(zhì)學(xué)家們在Gondwana Research雜志發(fā)表文章稱，他們在一個中國礦山下挖掘出土了14.3億年前的深海微生物化石，稱之為“海底黑煙囪”，這一發(fā)現(xiàn)更加有力地證明了生命起源于海底。“海底黑煙囪”源于地殼中的水下噴口。 19911991年，年，AlvinAlvin號考察了東太平洋洋嵴深號考察了東太平洋洋嵴深2500m2500m處的火

35、山活處的火山活動，發(fā)現(xiàn)了溫度高于動，發(fā)現(xiàn)了溫度高于6060度含過飽和還原性氣體和金屬的噴出度含過飽和還原性氣體和金屬的噴出流，以及厚達流，以及厚達5cm5cm的有機物殘渣。的有機物殘渣。 1992 1992年，故地重游，發(fā)現(xiàn)了噴口處的細菌菌落，更發(fā)現(xiàn)了年，故地重游，發(fā)現(xiàn)了噴口處的細菌菌落，更發(fā)現(xiàn)了管蟲。管蟲。 1993 1993年年1212月，發(fā)現(xiàn)了長達月，發(fā)現(xiàn)了長達1.5m1.5m的管蟲。的管蟲。 對地球水熱噴口的地球化學(xué)研究表明，海底噴口溫度最高對地球水熱噴口的地球化學(xué)研究表明，海底噴口溫度最高達達380380度，壓力為度，壓力為20-30MPa,20-30MPa,富含還原性氣體，尤其是富

36、含還原性氣體，尤其是H H2 2S S的含的含量非常高，礦物的還原性也很強。量非常高，礦物的還原性也很強。 1.無機物無機物Drobner等在無氧條件下，在等在無氧條件下，在100度密閉體系中由度密閉體系中由FeS制制得得FeS2，水熱下極穩(wěn)定的硫化物。，水熱下極穩(wěn)定的硫化物。FeS + H2SFe(HS)2有人模擬地幔環(huán)境，由有人模擬地幔環(huán)境，由N2出發(fā)，在出發(fā)，在300-800度高溫，度高溫，10.1-40MPa的水溶液中，制得了的水溶液中，制得了NH33（1-x）Fe+N2 + 3H2O3Fe(1-x)O + 2NH3FeS2 + H2Fe(HS)22.有機小分子合成有機小分子合成 (1

37、) CH4的形成的形成實驗室中，實驗室中，200 - 400度，度，50MPa下，下，HCO3-與與H2在在Ni-Fe合金催化下轉(zhuǎn)變?yōu)楹辖鸫呋罗D(zhuǎn)變?yōu)镃H4：HCO3- + 4H2CH4 + OH- + 2H2O (2) CH3COOH的形成的形成FeS與與NiS沉淀表面，通過沉淀表面，通過CH3SH與與CO反應(yīng)，反應(yīng)，pH=6.5, 100度下，產(chǎn)率較高度下，產(chǎn)率較高 (5) 氨基酸合成的計算機模擬氨基酸合成的計算機模擬 (4) 堿基的合成堿基的合成（3）陳乾旺等使用聚集態(tài)的）陳乾旺等使用聚集態(tài)的CO2和和Fe3O4，在少量水存在，在少量水存在下，下，350度，度，1MPa，2.5h，反應(yīng)生

38、成乙醛、乙醇和乙酸，反應(yīng)生成乙醛、乙醇和乙酸。CO2 + H2O +Fe3O4CH3CHO + CH3CH2OH + CH3COOH + 其它其它Stanley L Miller在在100度水熱下，用度水熱下，用HO-CH=CH-CN和濃和濃尿素合成了胞嘧啶和尿嘧啶尿素合成了胞嘧啶和尿嘧啶3. 大分子的形成大分子的形成200-250度，度，24MPa下，用純下，用純Gly稀溶液得到了二肽、三肽；稀溶液得到了二肽、三肽；當加入當加入CuCl2，pH調(diào)到調(diào)到2.5時，還可得到時，還可得到 (Gly)4，(Gly)6無機物的形成無機物的形成- -有機小分子的形成有機小分子的形成- -大分子的形成大分

39、子的形成生命的進化：化學(xué)的階梯生命的進化：化學(xué)的階梯水熱在生命的進化中扮演非常重要的角色！水熱在生命的進化中扮演非常重要的角色！5051生產(chǎn)設(shè)備生產(chǎn)設(shè)備高壓容器一般用特種不銹鋼制成高壓容器一般用特種不銹鋼制成, ,釜內(nèi)襯由化學(xué)惰性材料釜內(nèi)襯由化學(xué)惰性材料如如PtPt、AuAu等貴金屬或聚四氟乙烯等耐酸堿材料制成。等貴金屬或聚四氟乙烯等耐酸堿材料制成。高壓釜是進行高溫高壓水熱與溶劑熱合成的基本設(shè)備。高壓釜是進行高溫高壓水熱與溶劑熱合成的基本設(shè)備。（1 1）按密封方式分：自緊式、外緊式；）按密封方式分：自緊式、外緊式；（2 2）按密封的機械結(jié)構(gòu)分：法蘭盤式，內(nèi)螺塞式，大）按密封的機械結(jié)構(gòu)分：法蘭盤

40、式，內(nèi)螺塞式，大螺帽式，杠桿壓機式；螺帽式，杠桿壓機式；（3 3）按壓強產(chǎn)生方式分：內(nèi)壓釜（靠釜內(nèi)介質(zhì)加溫形）按壓強產(chǎn)生方式分：內(nèi)壓釜（靠釜內(nèi)介質(zhì)加溫形成壓強，根據(jù)介質(zhì)填充度可計算其壓強），外壓釜（壓成壓強，根據(jù)介質(zhì)填充度可計算其壓強），外壓釜（壓強由釜外加入并控制）；強由釜外加入并控制）；（4 4）按設(shè)計人名分：如）按設(shè)計人名分：如MoreyMorey釜，釜，SmithSmith釜，釜，TuttleTuttle釜釜（也叫冷封試管高壓釜），（也叫冷封試管高壓釜），BarnesBarnes搖動反應(yīng)器等；搖動反應(yīng)器等；高壓釜的分類高壓釜的分類53（5 5）按加熱方式分：外熱高壓釜（在釜體外部加）按

41、加熱方式分：外熱高壓釜（在釜體外部加熱），內(nèi)熱高壓釜（在釜體內(nèi)部安裝加熱電爐）；熱），內(nèi)熱高壓釜（在釜體內(nèi)部安裝加熱電爐）；（6 6）按實驗體系分：高壓釜（用于封閉體系的實）按實驗體系分：高壓釜（用于封閉體系的實驗），流動反應(yīng)器和擴散反應(yīng)器（用于開放系統(tǒng)的實驗），流動反應(yīng)器和擴散反應(yīng)器（用于開放系統(tǒng)的實驗，能在高溫高壓下使溶液緩慢地連續(xù)通過反應(yīng)器，驗，能在高溫高壓下使溶液緩慢地連續(xù)通過反應(yīng)器，可隨時提取反應(yīng)液）?？呻S時提取反應(yīng)液）。54簡易高壓反應(yīng)釜實物圖簡易高壓反應(yīng)釜實物圖55帶攪拌高壓反應(yīng)釜裝置圖帶攪拌高壓反應(yīng)釜裝置圖56水熱與溶劑熱合成一般工藝：水熱與溶劑熱合成一般工藝：57 可溶性金屬

42、鹽溶液；可溶性金屬鹽溶液； 固體粉末，即制備多元氧化物粉體時，可直接選用固體粉末，即制備多元氧化物粉體時，可直接選用相應(yīng)的金屬氧化物和氫氧化物固體粉末作為前驅(qū)物；相應(yīng)的金屬氧化物和氫氧化物固體粉末作為前驅(qū)物； 膠體，即制備金屬氧化物粉體時，在相應(yīng)的金屬可膠體，即制備金屬氧化物粉體時，在相應(yīng)的金屬可溶性鹽溶液中加入過量的堿得到氫氧化物膠體，經(jīng)反溶性鹽溶液中加入過量的堿得到氫氧化物膠體，經(jīng)反復(fù)洗滌除去陰離子后作為前驅(qū)物；復(fù)洗滌除去陰離子后作為前驅(qū)物； 膠體和固體粉末混合物。膠體和固體粉末混合物。前 驅(qū) 體 選 擇前 驅(qū) 體 選 擇58（1）相似相容原理（2）溶劑化能和Born方程式溶劑的選擇溶劑的

43、選擇所謂所謂相似相容原理相似相容原理就是就是“溶質(zhì)分子若與溶劑分子的溶質(zhì)分子若與溶劑分子的組成結(jié)構(gòu)、物理性質(zhì)及化學(xué)性質(zhì)相近則其溶解度大組成結(jié)構(gòu)、物理性質(zhì)及化學(xué)性質(zhì)相近則其溶解度大59這兩種作用都必須消耗很大的能量，因此溶質(zhì)和溶這兩種作用都必須消耗很大的能量，因此溶質(zhì)和溶劑的作用必須很大才能使溶質(zhì)溶解于溶劑，這種溶劑的作用必須很大才能使溶質(zhì)溶解于溶劑，這種溶質(zhì)和溶劑的相互作用就是質(zhì)和溶劑的相互作用就是溶劑化能溶劑化能。當溶解于溶劑的溶質(zhì)以離子狀態(tài)存在時當溶解于溶劑的溶質(zhì)以離子狀態(tài)存在時離子晶體離子晶體共價化合物共價化合物必須克服離子晶格中的正負必須克服離子晶格中的正負離子間的作用力離子間的作用力

44、必須使共價鍵發(fā)生異裂作用必須使共價鍵發(fā)生異裂作用60其中其中G表示一個離子從真空遷移到溶劑中自由表示一個離子從真空遷移到溶劑中自由能的改變，即溶劑化能。方程中假定能的改變，即溶劑化能。方程中假定r1為離子結(jié)為離子結(jié)晶學(xué)半徑，帶晶學(xué)半徑，帶Ze電荷的離子剛性小球，溶劑的相電荷的離子剛性小球，溶劑的相對介電常數(shù)對介電常數(shù)r不因離子電場而改變。不因離子電場而改變。 Born方程式： )11 (122rZreZG（3）選擇有機反應(yīng)溶劑時，分析有沒有可能在高溫下會發(fā)生劇烈分解，以致系統(tǒng)來不及釋放導(dǎo)致爆炸。例如：以水合肼為代表的有機胺，王水等。安全是第一重要的事情！安全是第一重要的事情！62裝釜、封釜應(yīng)該

45、注意什么？裝釜、封釜應(yīng)該注意什么？63填充度即指反應(yīng)混合物占封閉反應(yīng)釜空間的體積分數(shù)。填充度即指反應(yīng)混合物占封閉反應(yīng)釜空間的體積分數(shù)。工作條件下，工作條件下，壓強大小依賴于反應(yīng)容器中原始溶劑填充度壓強大小依賴于反應(yīng)容器中原始溶劑填充度。填充度一般控制在填充度一般控制在50%-80%50%-80%，此時壓強范圍為，此時壓強范圍為0.02-0.3GPa0.02-0.3GPa。填充度在填充度在80%80%以上，以上，240240度下壓力會有突變，有可能會爆炸。度下壓力會有突變，有可能會爆炸。實驗中實驗中既要保持反應(yīng)物處于液相傳質(zhì)的反應(yīng)狀態(tài)，又要防止既要保持反應(yīng)物處于液相傳質(zhì)的反應(yīng)狀態(tài)，又要防止由于過

46、大的填充度而導(dǎo)致過高的壓力由于過大的填充度而導(dǎo)致過高的壓力。（2 2）反應(yīng)釜要封緊，避免反應(yīng)過程中溶液外泄腐蝕反應(yīng)）反應(yīng)釜要封緊，避免反應(yīng)過程中溶液外泄腐蝕反應(yīng)釜，同時降低了體系自身的壓力，增多了不確定因素。釜，同時降低了體系自身的壓力，增多了不確定因素。（1 1）合適的填充度：）合適的填充度：反應(yīng)溫度的選擇反應(yīng)溫度的選擇 聚四氟乙烯內(nèi)襯在高溫下就會變軟，所以采用此聚四氟乙烯內(nèi)襯在高溫下就會變軟，所以采用此種類型的反應(yīng)釜不能高于種類型的反應(yīng)釜不能高于200200度。度。65新反應(yīng)體系，第一次嘗試，務(wù)必要注意！新反應(yīng)體系，第一次嘗試，務(wù)必要注意?。? 2）反應(yīng)溫度不能太高，反應(yīng)時間不宜太長反應(yīng)溫

47、度不能太高，反應(yīng)時間不宜太長，切忌，切忌隨便將反應(yīng)釜丟到烘箱里就不管。隨便將反應(yīng)釜丟到烘箱里就不管。（1 1）盡量白天做盡量白天做，方便隨時觀察，方便隨時觀察，有危險第一時間有危險第一時間排除排除。反應(yīng)過程中應(yīng)該注意什么？反應(yīng)過程中應(yīng)該注意什么？66反應(yīng)結(jié)束后開釜反應(yīng)結(jié)束后開釜 反應(yīng)完成后，需等到反應(yīng)完成后，需等到高壓釜完全冷卻后才能打開高壓釜完全冷卻后才能打開，以防壓力忽然釋放，熱液外濺造成危險。以防壓力忽然釋放，熱液外濺造成危險。樣品取出后洗釜樣品取出后洗釜 務(wù)必將內(nèi)襯清洗干凈，否則襯壁殘留的雜質(zhì)很可務(wù)必將內(nèi)襯清洗干凈，否則襯壁殘留的雜質(zhì)很可能為下一次反應(yīng)提供晶種，有可能會出現(xiàn)比較難以重能

48、為下一次反應(yīng)提供晶種，有可能會出現(xiàn)比較難以重復(fù)的實驗現(xiàn)象復(fù)的實驗現(xiàn)象。根據(jù)產(chǎn)物的性質(zhì)，選擇性采用王水浸。根據(jù)產(chǎn)物的性質(zhì)，選擇性采用王水浸泡，反應(yīng)釜加入蒸餾水水熱方法洗滌等方法。泡，反應(yīng)釜加入蒸餾水水熱方法洗滌等方法。67 想要安全實驗，必須保證反應(yīng)控制系統(tǒng)包括想要安全實驗，必須保證反應(yīng)控制系統(tǒng)包括溫溫度控制、壓力控制和封閉系統(tǒng)控制的安全度控制、壓力控制和封閉系統(tǒng)控制的安全。設(shè)計水熱與溶劑熱反應(yīng)時需要特別注意的問題：設(shè)計水熱與溶劑熱反應(yīng)時需要特別注意的問題：（1 1）合適的填充度：）合適的填充度：為安全起見，為安全起見，填充度一般控制在填充度一般控制在50%-80%50%-80%，填充度在，填充

49、度在80%80%以上，以上，240240度下壓力會有突變，有可能會爆炸。度下壓力會有突變，有可能會爆炸。（2 2）盡量）盡量選擇安全的有機反應(yīng)溶劑選擇安全的有機反應(yīng)溶劑。反應(yīng)前仔細分析有。反應(yīng)前仔細分析有沒有可能在高溫下會發(fā)生劇烈分解。沒有可能在高溫下會發(fā)生劇烈分解。例如：以水合肼為代表的有機胺，王水等。例如：以水合肼為代表的有機胺，王水等。68（4 4）反應(yīng)完成后，需）反應(yīng)完成后，需等到高壓釜完全冷卻后才能打開等到高壓釜完全冷卻后才能打開，以防壓力忽然釋放，熱液外濺造成危險。以防壓力忽然釋放，熱液外濺造成危險。（3 3）采用）采用帶有聚四氟乙烯內(nèi)襯的反應(yīng)釜帶有聚四氟乙烯內(nèi)襯的反應(yīng)釜，務(wù)必不能

50、在高務(wù)必不能在高于于200200度度反應(yīng)，內(nèi)襯變形泄露爆炸。反應(yīng)，內(nèi)襯變形泄露爆炸。69水熱與溶劑熱合成存在的問題水熱與溶劑熱合成存在的問題l無法觀察晶體生長和材料合成的過程無法觀察晶體生長和材料合成的過程，不直觀。，不直觀。l設(shè)備要求設(shè)備要求耐高溫高壓的鋼材，耐腐蝕的內(nèi)襯耐高溫高壓的鋼材，耐腐蝕的內(nèi)襯、技、技術(shù)難度大溫壓控制嚴格、成本高。術(shù)難度大溫壓控制嚴格、成本高。l安全性差安全性差，加熱時密閉反應(yīng)釜中流體體積膨脹，加熱時密閉反應(yīng)釜中流體體積膨脹，能夠產(chǎn)生極大的壓強，存在極大的安全隱患能夠產(chǎn)生極大的壓強，存在極大的安全隱患。70應(yīng)用實例分析應(yīng)用實例分析Complex Concaved Cu

51、boctahedrons of Copper Sulfide Crystals with Highly Geometrical Symmetry Created by a Solution ProcessChem. Mater. 2006, 18, 3599-3601CuSCuS的立方八面體的立方八面體72In a typical synthesis, 0.5 mmol Cu(NO3)2.5H2O was dissolved in 21 mL of ethylene glycol (EG) to form a clear blue solution, which was transferred

52、 into a 28 mL Teflonlined stainless steel autoclave. Afterward, 1 mmol sulfur powder was added to this solution under vigorous stirring. The autoclave was sealed and maintained at 140 C for 24h. 73Synthesis of copper/cross-linked poly(vinyl alcohol) (PVA) nanocables via a simple hydrothermal routeJ. Mater. Chem., 2006, 16, 101105銅芯納米電纜銅芯納米電纜75In a typical procedure,CuCl2 (0.6 mmol) and 6 mL of PVA (3 wt%) solution respectively were dissolved in 10 ml water, then CuCl2 solution was added slowly dropwise to the PVA solution. The pH