水熱合成法是一種常用的無機材料的合成方法,在納米材料生物材料和地質材料中具有廣泛的應用。水熱/溶劑熱合成法的主要步驟是將反應原料配置成溶液在水熱釜中封裝並加熱至一定的溫度(數百攝氏度)。水熱釜使得該合成體系維持在一定的壓力範圍內,在這種非平衡態的合成體系內進行液相反應往往能夠製備出具有特殊優良性質的材料。

水熱合成法的分類

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根據加熱溫度,水熱法可以被分為亞臨界水熱合成法和超臨界水熱合成法。通常在實驗室和工業應用中,水熱合成的溫度在100-240℃,水熱釜內壓力也控制在較低的範圍內,這是亞臨界水熱合成法。而為了製備某些特殊的晶體材料,如人造寶石、彩色石英等,水熱釜被加熱至1000℃,壓力可達0.3 GPa,這是超臨界水熱合成法。

水熱合成法的應用

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  • 製備單晶
  • 製備有機-無機雜化材料
  • 製備沸石
  • 製備納米材料

水熱合成法的優點 (1)明顯降低反應溫度(通常在100~200°C下進行); (2)能夠以單一反應步驟完成(不需要研磨和焙燒步驟); (3)很好地控制產物的理想配比及結構形態; (4)水熱體系合成發光物質對原材料的要求較高溫固相反應低,所用的原材料範圍寬。

參考資料

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  • Modern Inorganic Synthetic Chemistry by Xu, Ruren; Pang, Wenqin; Huo, Qisheng. Elsevier, ISBN 978-0-444-53599-3