摘要:在无机非金属材料制备的过程中,经常使用改进的水热法。这种方法的种类较多,在不同的溶剂中产生的实际作用效果有所差异。在有机溶剂、微波、氧化物等不同无机非金属材料的制备中,可以充分发挥改进水热法的优势,提高材料的制备效率。结合目前这种方法实际的发展现状,可知它在实际的应用中取得了良好的应用效果,有利于实现现代化学工艺的更多生产目标。本文将对改进的水热法在无机非金属材料制备中的应用进行必要的探讨,为相关的研究工作开展提供一定的参考依据。
关键词:改进的水热法;无机非金属材料;溶剂;发展现状;应用效果
在无机材料合成的过程中,水热法的有效利用可以提高生产效率,增强相关工艺的实际作用效果。这种方法本质上是一种液相反应,可以对无机非金属材料的制备提供可靠的参考思路。文中通过对改进水热法相关内容的阐述,客观说明了这种方法在无机非金属材料制备应用中的优势。
1 改进水热法的相关内容
在传统水热法的作用下,某些无机材料的合成无法通过液相反应实现,需要从根本上对这种方法的适用条件进行深入地分析。随着合成水晶、各种钨酸盐等晶体的出现,水热技术越来越受到社会的普遍关注。在此形势影响下,改进的水热法逐渐出现在相关的领域内,并取得了良好的应用效果。
改进水热法的产生主要包括:(1)反应体系中的液相介质发生了较大的变化,可以将不同类型的液相介质与水共同作为相关反应过程中主要的液相介质,从而加快反应速率;(2)改变了传统的加热方式,实际应用中主要采用的是微波加热的方式,促使反应体系中的分子处于非对称的加热状态;(3)实现了不同水热法的共同使用,扩大了实际的应用范围。这些方面的不同内容,客观地反映了水热法在实际应用中良好作用效果。同时,它的出现改变了常温状态下无法进行液相反应的发展现状,加快了目标合成物的生产效率。在某些反应体系中适当地加入重要的有机溶剂,可以实现相关物质的合成。相对而言,改进的水热法主要的优点在于:反应时间短、能源消耗低、温度条件要求低等。
2 传统的水热法在无机非金属材料制备中存在的影响因素
无机非金属材料制备的过程中,运用传统的水热法很容易影响结晶的效果,降低了材料的制备效率。这些存在的不同影响因素主要体现在:(1)温度和压力的影响。一般情况下,当填充度保持稳定的状态时,晶体与温度之间呈正相关的关系:温度越高,反应速度越快,得到的晶体数量多。但是,传统水热法作用下,无机非金属材料制备中晶体的生产速度与压力及温度之间并不是完成的正相关关系。温度过高、压力过大,不利于重结晶的进行,晶粒尺寸容易出现偏差:(2)PH值的影响。传统水热法作用下饱和磁化度容易受到PH大小爱的影响。无机非金属制备中PH值过高时,对应的磁化度将会降低,影响产物的质量;(3)分散剂的影响。为了减少不同颗粒间的吸引力,加快结晶的过程,可以加入适量的分散剂。但是,传统水热法分散剂的使用容易造成晶体表面的不均匀性,影响结晶效果。
3 改进的水热法在无机非金属材料制备中的应用
3.1溶胶、凝胶水热法
在无机非金属材料制备的过程中,为了保证最终产物质量的可靠性,需要充分地发挥改进水热法的相关优势,保证颗粒的均匀性,避免混入杂质。采用溶胶、凝胶水热法,使用中首先需要制备出安全性能较高的溶胶或者凝胶,然后将温度控制在合理的范围内,利用水热处理的方式得到最终的产物。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆这种方法使用中得到的粉体,结合了两种材料作用下水热处理的生产方式,使得产物的制备更加高效,生产水平有了明显的提高。利用溶胶、凝胶水热法完成无机非金属材料的制备过程,最终得到的粉体更加均匀、纯度更高,简化了工艺使用的工作流程。但是,这种方案不适宜大范围的推广使用,主要在于其中的凝胶容易与水接触,影响水热处理效果。
3.2微波水热法
在无机非金属材料制备的过程中,为了保证相关材料分子水平上的均匀加热,并减少温度梯度的影响,可以使用微波水热法。这种方法的热量来源于处于电磁场中相关介质的损耗而产生的热量。相对而言,微波水热法的利用效率高,在无机非金属材料的应用中产生的作用效果明显,可以从根本上改变传统的合成模式,实现现代化无机材料的制备目标。微波水热法主要应用的是微波技术,在不同无机非金属材料的应用中适用性较强,可以满足各种不同的生产要求。因此,扩大这种水热法的应用范围,可以对现代无机材料制备流程的简化、制备效率的提高提供可靠的保障。在未来的发展过程中,微波水热法的应用领域将会更加广泛,无机非金属材料制备过程中的反应速率将会更快、产量也将逐渐地提高。
3.3水热沉淀法
相比其它的结晶方法,水热沉淀法在实际的应用中工作流程简单,在较短的时间内可以获得目标生产物。在水热过程持续进行的过程中,运用沉淀的原理可以得到一定量的沉淀剂,并将其中的金属氧化物有效地提取出来。这样的工作流程主要应用了结晶的思想。比如,在制备化合物ZrO2时,为了保证最终提取物的纯度和整个反应体系的反应速率,可以将一定量的尿素加入到反应过程。当温度升高到某一特定的数值时,尿素的性能将会发生变化:受热分解产生二氧化碳和氨气。其中的氨气可以对反应体系中的PH值大小进行有效地调节。与此同时,对应的不易溶解的沉淀物主要存在于碱溶液中。剩余的二氧化碳可以作为缓冲剂的主要成分,增强了ZrO2提取过程中的稳定性。在这样的反应机制影响下,最终得到的ZrO2可以在适宜的水热条件下逐渐地释放。此时得到的粉体均匀性相对较好,对应的粒径范围误差较小,颗粒度的大小能够满足实际生产的具体要求。
4 改进的热水法的发展前景和存在问题
现阶段,非金属无机材料的应用已经渗透到人类生产中的各个方面,早期,国外一些先进学者对水热法制备非金属无机材料有所研究,我国虽然对于水热法制定无机材料的相关研究起步较晚,与发到国家有所差距,但研究前景依然广阔。另外,虽然水热法在非金属无机材料制备中占据重要地位,但是仍然存在较多问题:一方面,水热法一般只能制备氧化物粉体,关于晶核形成过程缺乏科学的研究,对于晶体生长过程影响因素的控制等很多方面缺乏经验;另一方面,水热法
需要高温高压步骤,使其对生产设备的依赖性比较强,这也影响和阻碍了水热法的发展。
结束语:
在未来无机材料的应用过程中,低成本、高效率的水热技术依然会占据着重要的地位。这种方法的最大优势在于:改变了无机材料传统水热方法的制备思路,可以合成全新的物相。文中通过对改进水热法相关内容的阐述,对它在无机非金属材料制备中的应用效果进行了详细的说明,并指出了该方法未来的发展趋势。
参考文献:
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[2]武晓燕.高红外辐射无机非金属晶体材料的制备及其碱液蒸发应用研究[D].南开大学,2014(06).
[3]武晓燕.高红外辐射无机非金属晶体材料的制备及其碱液蒸发应用研究[D].南开大学,2014(05).
论文作者:熊代勇
论文发表刊物:《基层建设》2018年第24期
论文发表时间:2018/9/18
标签:无机论文; 非金属材料论文; 材料论文; 过程中论文; 晶体论文; 效果论文; 微波论文; 《基层建设》2018年第24期论文;