材料合成與制備第一講.ppt

1、材料合成與制備,趙景茂,講授內(nèi)容 1. 納米材料的制備 2. 單晶材料的制備 3. 非晶材料的制備 4. 鎂合金材料制備與表面處理 5. 鋁的陽極氧化與封閉 6. 陶瓷材料的制備 7. 復(fù)合材料的制備,參考教材： 1.王世敏等，納米材料制備技術(shù)，化學(xué)工業(yè)出版社 2. 曹茂盛等，材料合成與制備方法，哈工大出版社 3.朱世富等， 材料制備科學(xué)與技術(shù)，高教出版社 4. 姚廣春等，先進(jìn)材料制備技術(shù)，東北大學(xué)出版社,考試： 筆試占40分：3040個(gè)思考題，從中選出10-20個(gè)考試 出勤： 10分 筆記：10分 個(gè)人ppt 占 40分：在查閱英文文獻(xiàn)5篇以上的基礎(chǔ)上，就某一種材料

2、的制備或者某種制備技術(shù)的應(yīng)用講10-15分鐘。,材料： 自修復(fù)材料超級電容器的材料超級疏水材料插層材料綠色材料：綠色水泥儲氫材料，儲存/吸收二氧化碳材料 技術(shù)： 節(jié)能減排技術(shù)使用超重力技術(shù)、溶膠-凝膠等技術(shù)制備納米材料,材料的作用 材料、能源和信息科學(xué)是現(xiàn)代文明的三大支柱。 在考古學(xué)上，人類社會的發(fā)展歷程曾經(jīng)以材料來劃分： 舊石器時(shí)代（100萬年前）新石器時(shí)代（1萬年前） 青銅器時(shí)代（公元前5000年）鐵器時(shí)代（公元前1200年）高分子材料、復(fù)合材料時(shí)代 ?,舊石器時(shí)代細(xì)石鏟,舊石器時(shí)代： 大體上分別相當(dāng)于人類體質(zhì)進(jìn)化的能人和直立人階段、早期智人階段、晚期智人階段 。 距今260萬150萬前生

3、活在非洲的古人類。能人是最早使用石器工具的人類，能人演化成為直立人。,新石器時(shí)代，是石器時(shí)代的最后一個(gè)階段。以使用磨制石器為標(biāo)志的人類物質(zhì)文化發(fā)展階段。,新石器時(shí)代的文物,青銅器時(shí)代，指主要以青銅為材料制造工具、用具、武器的人類物質(zhì)文化發(fā)展階段。約在公元前2000年左右，中國進(jìn)入青銅器時(shí)代，經(jīng)夏、商、西周、春秋、戰(zhàn)國，大約發(fā)展了15個(gè)世紀(jì)。青銅是紅銅和錫或鉛的合金，熔點(diǎn)在700900之間，具有優(yōu)良的鑄造性，很高的抗磨性和較好的化學(xué)穩(wěn)定性。鑄造青銅器必須解決采礦、熔煉、制模、翻范、銅錫鉛合金成份的比例配制、熔爐和坩鍋的制造等一系列技術(shù)問題。從使用石器到鑄造青銅器是人類技術(shù)發(fā)展史上的飛躍，是社會變

4、革和進(jìn)步的巨大動(dòng)力。,鐵器時(shí)代是人類發(fā)展史中一個(gè)極為重要的時(shí)代。地球上的天然鐵是少見的，所以鐵的冶煉和鐵器的制造經(jīng)歷了一個(gè)很長的時(shí)期。當(dāng)人們在冶煉青銅的基礎(chǔ)上逐漸掌握了冶煉鐵的技術(shù)之后，鐵器時(shí)代就到來了。 鐵器堅(jiān)硬、韌性高、鋒利，勝過石器和青銅器。鐵器的廣泛使用，使人類的工具制造進(jìn)入了一個(gè)全新的領(lǐng)域，生產(chǎn)力得到極大的提高。鐵器的使用，導(dǎo)致了世界上一些民族從原始社會發(fā)展到奴隸社會，也推動(dòng)了一些民族脫離了奴隸制的枷鎖而進(jìn)入了封建社會。,計(jì)算機(jī)：最早的18000個(gè)電子管，總重量達(dá)30噸，運(yùn)算速度5000次/秒；現(xiàn)在：幾kg，半導(dǎo)體材料和大規(guī)模集成電路 人造衛(wèi)星：每減少1kg，運(yùn)載火箭的質(zhì)量可以減少5

5、00kg； 飛機(jī)：發(fā)動(dòng)機(jī)的質(zhì)量減少1kg，升高10m；工作溫度每提高100，飛機(jī)的推力提高15% 導(dǎo)彈：每減少1kg，射程提高12km,材料的分類： 按化學(xué)狀態(tài)分：金屬材料、無機(jī)非金屬材料、高分子材料 按結(jié)晶狀態(tài)分：單晶材料、多晶材料、非晶材料、準(zhǔn)晶 按物理性質(zhì)分：高強(qiáng)度材料、耐高溫材料、超硬材料、絕緣材料、超導(dǎo)材料、磁性材料、透光材料、半導(dǎo)體材料 按用途分：建筑材料、結(jié)構(gòu)材料、耐火材料、電工材料、感光材料、壓電材料、熱電材料。,第一部分：納米材料（顆粒）的制備 納米：長度單位，1納米(nm) =10-9 米 納米材料：在三維空間中至少有一維處于納米尺度范圍(0.1-100nm) 或由它們作為

6、基本單元構(gòu)成的材料。,納米材料的分類 按照維數(shù)分： 零維：指其在空間三維尺度均在納米尺度，如納米顆粒、人造超原子 一維：在三維空間有兩維處于納米尺度，如納米絲、納米棒等 二維：在三維空間有一維處于納米尺度，如超薄膜,按照材料的形狀分： 納米粉末：超微粉或超細(xì)粉，是研究時(shí)間最長、技術(shù)最成熟，是制備其他材料的基礎(chǔ) 納米纖維 納米膜： 又分為顆粒膜和致密膜 納米復(fù)合材料 納米微粒+納米微粒； 常規(guī)塊體+納米微粒； 薄膜+納米微粒,納米材料的物理、化學(xué)性質(zhì)既不同于微觀的原子、分子，也不同于宏觀物體。納米介于宏觀世界和微觀世界之間，因此也稱為介觀世界。 當(dāng)常態(tài)物質(zhì)被加工到納米尺度時(shí)，會出現(xiàn)特異的現(xiàn)象，如

7、： 銅：良導(dǎo)體；納米銅：絕緣體； 硅：半導(dǎo)體；納米硅：良導(dǎo)體； 陶瓷：易碎；納米陶瓷： 室溫下任意彎曲,納米顆粒的制備 氣相法 液相法 固相法,第一章 氣相法制備納米微粒 氣體中蒸發(fā)法 化學(xué)氣相反應(yīng)法 化學(xué)氣相凝聚法 濺射法,氣體中蒸發(fā)法 是在惰性氣體（或活潑性氣體）中將金屬、合金或陶瓷蒸發(fā)氣化，然后與惰性氣體發(fā)生碰撞，冷卻、凝結(jié)而形成納米微粒，或者是與活潑性氣體反應(yīng)后再冷卻、凝結(jié)而形成納米微粒。,冷阱,思考題：如何調(diào)節(jié)納米微粒的粒徑？ 王世敏等：納米材料制備技術(shù)，P8,氣體蒸發(fā)法的特點(diǎn)： 表面光潔； 粒度齊整，粒徑分布窄； 顆粒度容易控制 根據(jù)加熱源的不同，可以將氣體蒸發(fā)法分為以下6種。,1

8、. 電阻加熱法,在以下兩種情況下不適合用電阻加熱法: 1.兩種材料(被蒸發(fā)的材料和發(fā)熱體)在高溫下熔融形成合金 2. 被蒸發(fā)的材料的蒸發(fā)溫度高于發(fā)熱體的軟化溫度，因此該法重要用于低熔點(diǎn)金屬的蒸發(fā)：Ag、Al、Cu、Au 一般在載物臺上每次放入12g的原料，得到10mg左右的微粒。需要多次操作； 功率:12kW，適用于實(shí)驗(yàn)室研究。,2. 高頻感應(yīng)加熱法,特點(diǎn)： 高頻感應(yīng)具有感應(yīng)攪拌作用，坩堝內(nèi)合金均勻性好； 可以將熔體的溫度保持恒定； 可以在長時(shí)間內(nèi)以恒定的功率運(yùn)轉(zhuǎn)； 加熱源的功率大：MW級； 加熱體中可以放入 50g左右的樣品，一次可以得到0.51g左右的納米樣品 粒徑分布窄,缺點(diǎn) 不能制備W

9、、Ta、Mo等高熔點(diǎn)材料,3. 等離子體加熱法,等離子體按其產(chǎn)生方式可以分為： 直流電弧等離子體 高頻等離子體,直流電弧等離子體 在惰性或者反應(yīng)性氣氛下，通過直流放電使氣體電離產(chǎn)生高溫等離子體，使原料熔化、蒸發(fā)，蒸氣遇到周圍的氣體就會被冷卻或發(fā)生反應(yīng)形成納米顆粒。 由于等離子體溫度高，幾乎可以制備任何金屬的納米微粒。如Ta，熔點(diǎn)高（2996）,直流電弧等離子法制備金屬納米離子,思考題: 1. 為何Cu、Al兩種元素的生成速率低？,特點(diǎn)： 制備量大：一次可以得到數(shù)克至數(shù)十克 不用擔(dān)心被蒸發(fā)材料與坩堝的反應(yīng) 缺點(diǎn)： 坩堝內(nèi)的溫度不均勻，因此粒徑分布不均勻。,氫電弧等離子體 使用氫氣作為工作氣體。

10、優(yōu)點(diǎn)：等離子體中含有大量的氫原子，氫原子復(fù)合為氫氣時(shí)，產(chǎn)生大量的熱，使金屬材料產(chǎn)生強(qiáng)制性的揮發(fā)，產(chǎn)量大。 Pd： 300g/h,4. 電子束加熱法,特點(diǎn): 適合于制備高熔點(diǎn)金屬的納米顆粒，如W、Ta、Pt等 不使用坩堝等容器，因此不會引入雜質(zhì)。,5. 激光加熱法,特點(diǎn)： 加熱源放置在系統(tǒng)外，不受蒸發(fā)室的影響； 不論是金屬、化合物還是礦物都可以進(jìn)行熔融和蒸發(fā)； 激光器不受蒸發(fā)物質(zhì)的污染,類型： CO2激光器 Nd:YAG激光：在金屬表面上更容易被吸收而蒸發(fā)金屬，可以制備Fe、Ni、Cr、Ti、Zr、Mo、Ta、W、Al、Cu等納米顆粒。,6. 爆炸絲法,原理：先將金屬絲固定在一個(gè)充滿惰性氣體的反

11、應(yīng)室內(nèi)，絲兩段為正負(fù)極，它們與一個(gè)大的電容器相連形成回路，加上15kV高壓，金屬絲在500800kA大電流下加熱，熔斷后在電流中斷的瞬間，卡頭上的高壓在熔斷處放電，是熔融的金屬在放電過程中進(jìn)一步加熱變成蒸氣，在惰性氣體碰撞下沉積到容器底部。,金屬絲通過一個(gè)自動(dòng)供絲系統(tǒng)進(jìn)入，工業(yè)上連續(xù)生產(chǎn)納米金屬、合金的最主要的方法。,化學(xué)氣相反應(yīng)法,又稱：化學(xué)氣相沉積法，CVD（Chemical Vapor Deposition） 利用揮發(fā)性金屬化合物的蒸氣，通過化學(xué)反應(yīng)生成所需要的化合物，在保護(hù)氣體環(huán)境下快速冷凝，從而制備各類物質(zhì)的納米微粒。,氣相分解法：單一化合物熱分解法 A(g) B(s)+C(g) 如

12、: Fe(CO)5(g) Fe(s)+5CO(g) SiCH4(g) Si(s)+2H2(g) (CH3)4Si SiC(s) +3CH4(g) 2Si(OH)4 2SiO2+4H2O,氣相合成法: A(g)+B(g) C(s)+D(g) 典型反應(yīng): 3SiH4(g)+4NH3(g) Si3N4(s)+12H2(g) 3SiCl4(g)+4NH3(g) Si3N4(s)+12HCl(g) 2SiH4(g)+C2H4(g) 2SiC(s)+6H2(g) BCl3(g)+3/2H2 B(s)+3HCl(g),熱管爐加熱化學(xué)氣相反應(yīng)法 熱管爐加熱技術(shù)屬于傳統(tǒng)的熱工技術(shù)，至今仍普遍應(yīng)用于化工、材料工程

13、及科學(xué)研究領(lǐng)域。特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單、成本低、適合于工業(yè)化生產(chǎn)，特別是從實(shí)驗(yàn)室技術(shù)到工業(yè)化生產(chǎn)的放大。,激光誘導(dǎo)化學(xué)氣相反應(yīng)法 利用激光光子能量加熱反應(yīng)體系，從而制備納米微粒的技術(shù)。 入射光垂直于反應(yīng)氣流照射； 激光加熱速率：106108/s 時(shí)間： 10-4s,關(guān)鍵問題：入射激光能否引發(fā)化學(xué)反應(yīng)？ 入射光的波長/頻率：氣體分子對光能的吸收與入射光的頻率有關(guān)。激光光源具有單色性和高功率強(qiáng)度。 激光器的類型： 固態(tài)激光器，氣態(tài)激光器，準(zhǔn)分子激光器，半導(dǎo)體激光器，染料激光器,反應(yīng)的原料：加入一些光敏劑，誘導(dǎo)作用 入射光的強(qiáng)度：照射光要有一定的強(qiáng)度才能引發(fā)反應(yīng)。一般百瓦級的CO2激光器或其他光器,第二章

14、液相法制備納米微粒 沉淀法 水解法 水熱法 溶膠-凝膠法,沉淀法 溶液中含有一種或多種金屬離子，加入一些陰離子后(如OH-、C2O42-、CO3-)，生成沉淀，將沉淀加熱脫水得到金屬的氧化物顆粒。 通過草酸鹽沉淀得到氧化物的較多。,尿素作為沉淀劑： 70后，尿素分解： (NH2)2CO+3H2O2NH4OH+CO2 提供OH- 優(yōu)點(diǎn)？,水解法 無機(jī)鹽水解: ZrO2納米粉的制備 ZrCl4+4H2O Zr(OH)4+4HCl ZrOCl2+3H2OZr(OH)4+2HCl 加熱： Zr(OH)4 ZrO2+2H2O,SnO2納米粉末：將20gSnCl2溶解在250ml的乙醇中，攪拌0.5h，經(jīng)

15、1h 回流，在室溫放置5天，然后在60 的水浴鍋中干燥2天，最后在100 烘干得到40-60nm顆粒。,金屬醇鹽水解 金屬醇鹽：M(OR)n 可以看成醇ROH中的H被M取代；或金屬氫氧化物M(OH)n的H被烷基R所取代。 優(yōu)點(diǎn)： 金屬醇鹽活性高，易水解 金屬醇鹽易提純，可以得到高純度的氧化物納米顆粒 缺點(diǎn)： 成本高,金屬醇鹽的制備 金屬與醇反應(yīng) 電負(fù)性很強(qiáng)的金屬，與醇在惰性氣體（N2、Ar）保護(hù)下： M+nROH M(OR)n +n/2H2 M： Li、Na、K、Ca、Sr、Ba等； 金屬鉈（Tl）與乙醇在回流下不能反應(yīng)，但當(dāng)鉈部分暴露于空氣中，可以反應(yīng)生成乙醇鉈 Tl+1/2O2 Tl2O

16、Tl2O+2C2H5OH2TlOC2H5+H2O,2. 金屬鹵化物與醇反應(yīng) B、Si、P等元素的氯化物與醇作用，可以完全醇解： BCl3+3C2H5OHB(OC2H5)3+3HCl SiCl4+C2H5OH Si(OC2H5)4+4HCl PCl3+3C2H5OH P(OC2H5)3+3HCl,而許多金屬鹵化物的醇解都不完全，例如四氯化鋯的醇解：2ZrCl4+5C2H5OH ZrCl2(OC2H5)2C2H5OH+ZrCl3(OC2H5) C2H5OH+3HCl 為了使金屬鹵化物的醇解完全，需使用堿（氨氣、叔胺或吡啶）除去生成的鹵化氫。最常用的是氨法，氨法最初用于醇鈦的合成: TiCl4+4R

17、OH+4NH3Ti(OR)4+4NH4Cl,氨法已成功用于制備許多金屬的醇鹽。如：硅、鍺、鈦、鋯、鈮、鉿、鉭、鐵、銻、釩、鈰、鈾、钚等。 在氨法中，用伯醇、仲醇制備金屬醇鹽醇比較成功，用叔醇則達(dá)不到目的，這是由于存在醇的消除反應(yīng)，生成水，得不到金屬醇鹽。如果首先在叔醇中加入吡啶，再加入氯化物，然后通入氨氣，便可制得純的、產(chǎn)率較高的金屬叔醇鹽，例如，叔丁醇鈦的制備： TiCl4+4(CH3)3COH+4NH3+吡啶(CH3)3CO4Ti+ 4NH4Cl,3. 金屬鹵化物與堿金屬醇鹽反應(yīng)-醇鈉法 雖然氨法能用于許多金屬醇鹽的制備，但還有一些不能用此法制備的醇鹽，如釷、錫等。使用金屬鹵化物與乙醇鈉反

18、應(yīng)可以制得許多金屬的醇鹽： MXn+nNaOC2H5M(OC2H5)n+nNaX M: 鎵、硅、鍺、錫、鐵、砷、銦、銻、鉍、釷、鈾、硒、碲、鎢、鑭、鐠、釹、釤、釔、鐿、鉺、鈥、鎳、鉻、銅、鈷等。,4. 氧化物及氫氧化物與醇反應(yīng) 氧化物與氫氧化物相當(dāng)于酸酐和酸，與醇進(jìn)行“酯化”反應(yīng)時(shí)，存在下列反應(yīng)： MOn+2nROHM(OR)2n+nH2O M(OH)n+nROH M(OR)n+nH2O 使用該法已成功地用于下列金屬醇鹽的制備：鈉、鉈、硼、硅、鍺、錫、鉛、砷、硒、釩和汞。,5. 醇交換反應(yīng) 醇鹽可與醇發(fā)生醇解反應(yīng)，制備混合醇鹽或另一種醇的鹽： M(OR)n+xROHM(OR)n-x(OR)x+

19、xROH 該反應(yīng)廣泛地于不同元素的醇鹽的制備中，例如：鋅、鈹、硼、鋁、鎵、碳、硅、鍺、錫、鈦、鋯、鉿、鈰、釷、釩、鐵、鈮、硒、碲、鈾、鐠、釹、釤、鉺、鐿、釔等,6. 酯交換反應(yīng) 醇鹽與酯反應(yīng)，可得到另一種醇鹽和另一種酯。酯比醇穩(wěn)定，在高溫下不易氧化，這種方法較醇交換法優(yōu)越。此法一般用于異丙醇鹽制備叔丁醇鹽： MO-CH(CH3)24+4CH3COOC(CH3)3 MO-CH(CH3)34+4CH3COOC(CH3)2 M：鉛、鎵、鐵、釩、鈦、鉿、鉭、鑭系元素等。,復(fù)合醇鹽 酸性醇鹽和堿性醇鹽的中和反應(yīng)主要基于構(gòu)成醇鹽的金屬元素的電負(fù)性。 堿金屬、堿土金屬、稀土金屬元素所構(gòu)成的醇鹽為堿性醇鹽；

20、由鋅、鋁、鋯、鈮、鉭等元素所構(gòu)成的醇鹽為酸性醇鹽， 二者之間可發(fā)生反應(yīng)，生成復(fù)合醇鹽： 堿性醇鹽+酸性醇鹽復(fù)合醇鹽,M1OR+M3(OR)3M1M3(OR)4 M1OR+M4(OR)4M1M4(OR)5 M1OR+M5(OR)5M1M5(OR)6 M2OR2+2M3(OR)3M2M3(OR)42 M1：Li、Na、K、Rb、Cs； M2：Mg、Ca、Sr、Ba； M3：Al、Ga； M4：Zr、Hf； M5：Nb、Ta；R：烷基,金屬醇鹽水解制備納米粉 金屬醇鹽與水反應(yīng)生成氧化物、氫氧化物、 水合氧化物的沉淀。除硅和磷的醇鹽 外，幾乎所有的金屬醇鹽與水反應(yīng)都很快。沉淀是氧化物時(shí)就可以直接干燥，

21、產(chǎn)物中的氫氧化物、水合物煅燒后成為氧化物粉末。迄今為止，已制備了100多種金屬氧化或復(fù)合金屬氧化物粉末。,舉例：查資料 ：TaTiO3的合成,水 熱 法 在高溫高壓在水溶液中進(jìn)行的反應(yīng)。 水熱氧化 典型反應(yīng)可用下式表示： mM+nH2OMmOn+H2 （ M： Cr、Fe） 2. 水熱沉淀 比如： KF+MnCl2KMnF2 3. 水熱合成 比如：FeTiO3+KOHK2OnTiO2 4. 水熱還原 比如：MxOy+yH2xM+yH2O （ M： Cu、Ag） 5. 水熱分解 比如：ZrSiO4+NaOHZrO2+Na2SiO3 6. 水熱結(jié)晶 比如：Al(OH)3Al2O3H2O,優(yōu)點(diǎn)：水熱

22、法直接生成氧化物，避免了一般液相合成方法需要經(jīng)由煅燒轉(zhuǎn)化為氧化物這一步驟，降低或避免了硬團(tuán)聚。 如以Ti(OH)4膠體為前驅(qū)物，在高壓釜內(nèi)，10MPa下，300純水中加熱8h，用乙酸調(diào)至中性，用去離子水洗，再用乙醇洗滌，在100下烘干可得到25nmTiO2粉體。,溶膠凝膠法（SolGel）定義：指金屬有機(jī)或無機(jī)化合物經(jīng)過溶液、溶膠、凝膠而固化，再經(jīng)熱處理而成固體氧化物或其它化合物的方法。,該方法是將金屬醇鹽或其它鹽類溶解在有機(jī)溶劑中，通過水解-聚合反應(yīng)形成均勻的溶膠（Sol），進(jìn)一步反應(yīng)并揮發(fā)失去大部分有機(jī)溶劑后轉(zhuǎn)化成凝膠（Gel），再通過熱處理制得超細(xì)粉末、纖維和薄膜。,優(yōu)點(diǎn)： （1）除了可

23、制備粉末外，還可以制備薄膜、纖維、體材和復(fù)合材料； （2）該方法原材料在分子級水平上混合，高度混合，所以制得的產(chǎn)品純度高; （3）合成溫度低，比傳統(tǒng)方法低50-500； （4）材料的組成容易控制，制備設(shè)備簡單。,該方法的關(guān)鍵： （1）金屬醇鹽的合成； （2）控制水解-聚合反應(yīng)以形成溶膠和凝膠； （3）熱處理。 本節(jié)只重點(diǎn)討論如何控制各種因素來形成溶膠和凝膠。,下面以鉭鈮酸鉀（KTa0.65Nb0.35O3，簡寫：KTN）粉末的制備來加以說明各種因素對凝膠形成的影響。,例1：制備工藝過程： 7.82g鉀在氮?dú)獗Ｗo(hù)下溶于250ml乙醇 52.76g乙醇鉭溶于50ml乙醇 22.26g乙醇鈮溶于50

24、ml乙醇 將以上三種溶液混合，并加入50ml乙醇，總鹽濃度為1mol/L，其中K/Ta/Nb= 1/0.65/0.35，再加入400ml乙醇后，總鹽濃度為0.5mol/L,將0.5mol/L溶液在溫度11，相對濕度為50%的空氣中，放置15天后形成干燥、透明的凝膠。然后在750熱處理1h后，得到KTN，粒徑50-150nm。,溶膠、凝膠形成機(jī)理： （1）醇鹽間的反應(yīng) 三種醇鹽：KOC2H5-堿性醇鹽 Ta(OC2H5)5-酸性醇鹽 Nb(OC2H5)5-酸性醇鹽,KOC2H5+Ta(OC2H5)5 KTa(OC2H5)6 KOC2H5+Nb(OC2H5)5 KNb(OC2H5)6 溶液中存在五

25、種物質(zhì)： KOC2H5，Ta(OC2H5)5， Nb(OC2H5)5， KTa(OC2H5)6，KNb(OC2H5)6,（2）溶膠-凝膠的形成（分2個(gè)過程） A：五種物質(zhì)的水解 完全水解：KOC2H5+H2O KOH+C2H5OH 部分水解 Ta(OC2H5)5 +H2O Ta(OC2H5)4 OH+ C2H5OH Nb(OC2H5)5 +H2O Nb(OC2H5)4 OH+ C2H5OH KTa(OC2H5)6 +H2O KTa(OC2H5)5OH+ C2H5OH KNb(OC2H5)6 +H2OKNb(OC2H5)5OH+ C2H5OH,B：縮合-聚合反應(yīng) 水解產(chǎn)物與前驅(qū)體、水解產(chǎn)物之間發(fā)

26、生縮合-聚合反應(yīng)： KM(OC2H5)5OH + KM(OC2H5)5 (OR) (OC2H5)5KM-O-MK (OC2H5)5+ROH（ M= Ta，Nb） (OC2H5)5KM-O-MK (OC2H5)5+ KM(OC2H5)5OH R= H(去水縮聚)， R= C2H5（去醇縮聚） 上述溶液中，不斷水解，然后發(fā)生縮聚反應(yīng)，分子越來越大，溶液的粘度不斷增加，最終形成凝膠。含金屬-氧-金屬的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的無機(jī)聚合物凝膠。,影響溶膠-凝膠形成的因素： 溶液濃度、有機(jī)介質(zhì)組成、添加劑、濕度、溫度等。,各種因素對凝膠形成的影響 A：前驅(qū)體濃度的影響 將總鹽濃度為1mol/L的溶液分別使用乙醇稀釋為：0.7、0.5、0.3、0.1、0.05 mol/L ，在溫度11、相對濕度50%的空氣中放置一段時(shí)間后觀察溶液情況，見下表：,四種濃度(1.0、