外場作用下的無機(jī)合成技術(shù)

1、1第第7章章外場作用下的無機(jī)合成技術(shù)外場作用下的無機(jī)合成技術(shù)27.1 超聲波在無機(jī)合成中的應(yīng)用超聲波在無機(jī)合成中的應(yīng)用7.2 微波輻射技術(shù)微波輻射技術(shù)7.3 電場作用下的無機(jī)合成電場作用下的無機(jī)合成目目 錄錄37.1.1 超聲波的作用效應(yīng)與特點(diǎn)超聲波的作用效應(yīng)與特點(diǎn)7.1.2 超聲波在無機(jī)合成中的應(yīng)用超聲波在無機(jī)合成中的應(yīng)用7.1 超聲波在無機(jī)合成中的應(yīng)用超聲波在無機(jī)合成中的應(yīng)用47.1.1 超聲波的作用效應(yīng)與特點(diǎn)超聲波的作用效應(yīng)與特點(diǎn)超聲空化作用：超聲空化作用：超聲波在超聲波在液體介質(zhì)液體介質(zhì)傳播，使其某傳播，使其某些區(qū)域形成局部的暫負(fù)壓，使液體中的微氣泡增些區(qū)域形成局部的暫負(fù)壓，使液體中的

2、微氣泡增大又破裂，導(dǎo)致氣泡附近產(chǎn)生強(qiáng)烈的激波，即空大又破裂，導(dǎo)致氣泡附近產(chǎn)生強(qiáng)烈的激波，即空化作用?；饔谩３暱栈a(chǎn)生超聲空化產(chǎn)生兩種效應(yīng)兩種效應(yīng)，即：，即： (1)機(jī)械效應(yīng)機(jī)械效應(yīng) (2)化學(xué)效應(yīng)化學(xué)效應(yīng)非均相反應(yīng)界面的增大和非均相反應(yīng)界面的增大和更新；渦流效應(yīng)產(chǎn)生的傳更新；渦流效應(yīng)產(chǎn)生的傳質(zhì)和傳熱過程的強(qiáng)化質(zhì)和傳熱過程的強(qiáng)化空化氣泡內(nèi)的高溫分解、空化氣泡內(nèi)的高溫分解、化學(xué)鍵斷裂、自由基的化學(xué)鍵斷裂、自由基的產(chǎn)生及相關(guān)反應(yīng)。產(chǎn)生及相關(guān)反應(yīng)。57.1.1 超聲波的作用效應(yīng)與特點(diǎn)超聲波的作用效應(yīng)與特點(diǎn)化工過程中兩種效應(yīng)的具體應(yīng)用化工過程中兩種效應(yīng)的具體應(yīng)用效應(yīng)效應(yīng)化工具體過程應(yīng)用化工具體過程應(yīng)

3、用機(jī)械效應(yīng)機(jī)械效應(yīng)固液萃取強(qiáng)化，吸附和脫附強(qiáng)化，結(jié)晶過程，固液萃取強(qiáng)化，吸附和脫附強(qiáng)化，結(jié)晶過程，乳化和破乳，膜過程強(qiáng)化，超聲除垢，電化乳化和破乳，膜過程強(qiáng)化，超聲除垢，電化學(xué)，過濾，懸浮分離，傳熱等學(xué)，過濾，懸浮分離，傳熱等化學(xué)效應(yīng)化學(xué)效應(yīng) 有機(jī)物降解，高分子化學(xué)反應(yīng)，自由基反應(yīng)有機(jī)物降解，高分子化學(xué)反應(yīng)，自由基反應(yīng)超聲空化較之傳統(tǒng)攪拌技術(shù)的超聲空化較之傳統(tǒng)攪拌技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：混合均勻，：混合均勻，提高反應(yīng)速率，刺激新相生成，剪切團(tuán)聚體等。提高反應(yīng)速率，刺激新相生成，剪切團(tuán)聚體等。67.1.2 超聲波在無機(jī)合成中的應(yīng)用超聲波在無機(jī)合成中的應(yīng)用7.1.2.1 超聲霧化法制備金屬顆粒超聲霧化法制

4、備金屬顆粒7.1.2.2 聲化學(xué)合成膠態(tài)鐵聲化學(xué)合成膠態(tài)鐵7.1.2.3 超聲波對(duì)鉬酸銨溶液結(jié)晶的影響超聲波對(duì)鉬酸銨溶液結(jié)晶的影響7.1.2.4 超聲波場中硫酸氧鈦水解的研究超聲波場中硫酸氧鈦水解的研究77.1.2.1 超聲霧化法制備金屬顆粒超聲霧化法制備金屬顆粒 超聲霧化是利用超聲波的超聲霧化是利用超聲波的高能分散機(jī)制高能分散機(jī)制。具。具體體工藝過程工藝過程為：為：超細(xì)粉末目標(biāo)物的前驅(qū)體超細(xì)粉末目標(biāo)物的前驅(qū)體 溶液溶液 微米級(jí)霧滴微米級(jí)霧滴 超細(xì)粉體材料超細(xì)粉體材料(顆粒均勻顆粒均勻)特定溶劑特定溶劑超聲霧化器超聲霧化器高溫反應(yīng)器高溫反應(yīng)器熱分解熱分解87.1.2.2 聲化學(xué)合成膠態(tài)鐵聲化學(xué)

5、合成膠態(tài)鐵化學(xué)法化學(xué)法有機(jī)金屬化合物熱分解法有機(jī)金屬化合物熱分解法金屬氣化法金屬氣化法制備磁流體制備磁流體制備鐵磁材料膠體制備鐵磁材料膠體新工藝：利用新工藝：利用超聲波超聲波輻照揮發(fā)性金屬有機(jī)化合物輻照揮發(fā)性金屬有機(jī)化合物制備納米級(jí)金屬膠體制備納米級(jí)金屬膠體優(yōu)點(diǎn)：合成工藝簡單易行；超聲空化作用可以穩(wěn)優(yōu)點(diǎn)：合成工藝簡單易行；超聲空化作用可以穩(wěn)定并定并阻止納米分子簇聚集阻止納米分子簇聚集。97.1.2.3 超聲波對(duì)鉬酸銨溶液結(jié)晶的影響超聲波對(duì)鉬酸銨溶液結(jié)晶的影響1、鉬酸銨溶液結(jié)晶制備無水四鉬酸銨、鉬酸銨溶液結(jié)晶制備無水四鉬酸銨2、無水四鉬酸銨晶型及特點(diǎn)、無水四鉬酸銨晶型及特點(diǎn) (1)型型：晶粒粗細(xì)

6、不均，熱穩(wěn)定性差；：晶粒粗細(xì)不均，熱穩(wěn)定性差； (2)型型：晶粒粗大均勻，熱分解過程不生成中間：晶粒粗大均勻，熱分解過程不生成中間產(chǎn)物，生成的鉬粉加工性能好；產(chǎn)物，生成的鉬粉加工性能好； (3)微粉型微粉型：制備高純氧化鉬，高質(zhì)量鉬粉。：制備高純氧化鉬，高質(zhì)量鉬粉。3、傳統(tǒng)方法：鉬酸銨溶液加無機(jī)酸中和、結(jié)晶制得、傳統(tǒng)方法：鉬酸銨溶液加無機(jī)酸中和、結(jié)晶制得10工藝方法工藝方法結(jié)晶速率結(jié)晶速率晶型晶型傳統(tǒng)工藝傳統(tǒng)工藝1-2天天型四鉬酸銨型四鉬酸銨晶粒大，較均勻晶粒大，較均勻超聲波新工藝超聲波新工藝十幾分鐘十幾分鐘晶粒細(xì)且均勻晶粒細(xì)且均勻7.1.2.3 超聲波對(duì)鉬酸銨溶液結(jié)晶的影響超聲波對(duì)鉬酸銨溶液

7、結(jié)晶的影響傳統(tǒng)工藝與超聲波新工藝的對(duì)比傳統(tǒng)工藝與超聲波新工藝的對(duì)比117.1.2.4 超聲波場中硫酸氧鈦水解的研究超聲波場中硫酸氧鈦水解的研究1、硫酸氧鈦水解硫酸氧鈦水解，即鈦液水解，它是硫酸法生，即鈦液水解，它是硫酸法生產(chǎn)鈦白粉工藝中最關(guān)鍵的一步。產(chǎn)鈦白粉工藝中最關(guān)鍵的一步。2、超聲波場水解超聲波場水解：利用熱機(jī)制、機(jī)械機(jī)制和空：利用熱機(jī)制、機(jī)械機(jī)制和空化機(jī)制，可以促進(jìn)成核過程，控制晶粒的形貌。化機(jī)制，可以促進(jìn)成核過程，控制晶粒的形貌。3、結(jié)果表明，結(jié)果表明，利用超聲波可以獲得更小粒徑和利用超聲波可以獲得更小粒徑和粒徑分布窄的二氧化鈦顆粒。粒徑分布窄的二氧化鈦顆粒。127.2.1 微波加熱原

8、理微波加熱原理7.2.2 微波輻射法在無機(jī)合成中的應(yīng)用微波輻射法在無機(jī)合成中的應(yīng)用7.2.3 微波等離子體化學(xué)微波等離子體化學(xué)7.2 微波輻射技術(shù)微波輻射技術(shù)137.2.1 微波加熱原理微波加熱原理微波在整個(gè)電磁波譜中的位置如圖所示，通常指波長微波在整個(gè)電磁波譜中的位置如圖所示，通常指波長為為1m到到1mm (頻率：頻率：300 MHz300GHz)范圍內(nèi)的電范圍內(nèi)的電磁波。磁波。14 125cm波長范圍用于雷達(dá)，其它波長范圍用波長范圍用于雷達(dá)，其它波長范圍用于于無線電通訊。無線電通訊。 國際無線電通訊協(xié)會(huì)國際無線電通訊協(xié)會(huì)(CCIP)規(guī)定：規(guī)定：家用微波爐使用頻率為家用微波爐使用頻率為245

9、0 MHz(波長波長12.2cm)，工業(yè)加熱設(shè)備使用頻率為工業(yè)加熱設(shè)備使用頻率為915MHz(波長波長32.8cm)。不干擾雷達(dá)和無線電通訊。不干擾雷達(dá)和無線電通訊。7.2.1 微波加熱原理微波加熱原理微波譜微波譜 微波加熱微波加熱 實(shí)驗(yàn)表明：實(shí)驗(yàn)表明： 1、極性分子極性分子溶劑能吸收微波而被溶劑能吸收微波而被快速加熱快速加熱；非；非極性分子溶劑幾乎不吸收微波能，升溫很小。極性分子溶劑幾乎不吸收微波能，升溫很小。 2、有些、有些固體物質(zhì)固體物質(zhì)能強(qiáng)烈吸收微波，能迅速被加能強(qiáng)烈吸收微波，能迅速被加熱升溫；有些物質(zhì)幾乎不吸收微波能，升溫幅度小。熱升溫；有些物質(zhì)幾乎不吸收微波能，升溫幅度小。7.2.

10、1 微波加熱原理微波加熱原理167.2.1 微波加熱原理微波加熱原理3、金屬材料金屬材料反射微波，其反射微波，其吸收的微波能為零吸收的微波能為零。4、可透射微波材料可透射微波材料(如玻璃、陶瓷、聚四氟乙烯等如玻璃、陶瓷、聚四氟乙烯等)或非極性介質(zhì)，微波可或非極性介質(zhì)，微波可完全透過完全透過，材料不吸收微，材料不吸收微波能而發(fā)熱很少或不發(fā)熱。波能而發(fā)熱很少或不發(fā)熱。177.2.1 微波加熱原理微波加熱原理7.2.1 微波加熱原理微波加熱原理 微波加熱的本質(zhì)微波加熱的本質(zhì)：微波電磁場與材料相互作：微波電磁場與材料相互作用。微波加熱過程對(duì)材料的用。微波加熱過程對(duì)材料的熱導(dǎo)率和密度熱導(dǎo)率和密度的依賴的

11、依賴主要影響升溫速率。材料熱導(dǎo)率越大，升溫速率主要影響升溫速率。材料熱導(dǎo)率越大，升溫速率越快；材料密度的增加，升溫速率減小。越快；材料密度的增加，升溫速率減小。 微波穿透深度微波穿透深度：從樣品表面到內(nèi)部功率衰減：從樣品表面到內(nèi)部功率衰減到一半的截面的距離。該參數(shù)在設(shè)計(jì)微波實(shí)驗(yàn)時(shí)到一半的截面的距離。該參數(shù)在設(shè)計(jì)微波實(shí)驗(yàn)時(shí)很重要。超過此深度，透入的微波能量很小，此很重要。超過此深度，透入的微波能量很小，此時(shí)加熱主要通過時(shí)加熱主要通過熱傳導(dǎo)熱傳導(dǎo)。187.2.2.1 微波水解法制備超細(xì)微波水解法制備超細(xì)TiO2粉體粉體7.2.2.2 微波固相反應(yīng)微波固相反應(yīng)7.2.2.3 無機(jī)鹽在多孔材料上的高度

12、分散無機(jī)鹽在多孔材料上的高度分散7.2.2.4 Y,Ce-TZP陶瓷的微波快速燒結(jié)陶瓷的微波快速燒結(jié)7.2.2 微波輻射在無機(jī)合成中的應(yīng)用微波輻射在無機(jī)合成中的應(yīng)用197.2.2.1 微波水解法制備超細(xì)微波水解法制備超細(xì)TiO2粉體粉體1、TiO2晶型轉(zhuǎn)變晶型轉(zhuǎn)變無定形偏鈦酸凝聚粒子無定形偏鈦酸凝聚粒子銳鈦型晶體銳鈦型晶體金紅石型金紅石型2、金紅石型與水解成核有極大的關(guān)系，所以必、金紅石型與水解成核有極大的關(guān)系，所以必須通過一定的方法須通過一定的方法促進(jìn)促進(jìn)TiO2晶型向金紅石型的晶型向金紅石型的轉(zhuǎn)變。轉(zhuǎn)變。207.2.2.1 微波水解法制備超細(xì)微波水解法制備超細(xì)TiO2粉體粉體用用H2SO4

13、溶解偏鈦酸溶解偏鈦酸用用NH4OH中和中和(pH=5) 過過濾濾洗滌洗滌(去離子水，稀去離子水，稀HCl、HNO3、H2SO4)鈦鈦液液(一定濃度和酸度一定濃度和酸度)鈦液的制備鈦液的制備工藝方法工藝方法加熱方式加熱方式恒溫時(shí)間恒溫時(shí)間煅燒煅燒TiO2粒子粒子傳統(tǒng)水解法傳統(tǒng)水解法 磁力攪拌加熱磁力攪拌加熱100min8301h3-10m微波水解法微波水解法微波微波10min8301h3-4m細(xì)小均勻細(xì)小均勻217.2.2.2 微波固相反應(yīng)微波固相反應(yīng)n無機(jī)固體物質(zhì)制備中，目前使用方法有：無機(jī)固體物質(zhì)制備中，目前使用方法有： 陶瓷法，高壓法，水熱法，陶瓷法，高壓法，水熱法，sol-gel法，電弧

14、法，熔法，電弧法，熔渣法和渣法和CVD法等。法等。n這些方法中，有的需要高溫或高壓；有的難以得這些方法中，有的需要高溫或高壓；有的難以得到均勻的產(chǎn)物；有的制備裝置過于復(fù)雜、昂貴，到均勻的產(chǎn)物；有的制備裝置過于復(fù)雜、昂貴，反應(yīng)條件苛刻，反應(yīng)周期太長。反應(yīng)條件苛刻，反應(yīng)周期太長。 22 (1)微波能直接穿透樣品，微波能直接穿透樣品，里外同時(shí)加熱里外同時(shí)加熱，不需傳熱，不需傳熱過程，過程，瞬時(shí)可達(dá)所需溫度瞬時(shí)可達(dá)所需溫度； (2)微波加熱的微波加熱的熱能利用率很高熱能利用率很高(50-70)，節(jié)約能，節(jié)約能源，調(diào)節(jié)微波輸出功率，可調(diào)節(jié)樣品的加熱，便于源，調(diào)節(jié)微波輸出功率，可調(diào)節(jié)樣品的加熱，便于進(jìn)行自

15、動(dòng)控制和連續(xù)操作；進(jìn)行自動(dòng)控制和連續(xù)操作； (3)微波加熱在短時(shí)間內(nèi)將能量轉(zhuǎn)移給樣品，使樣品微波加熱在短時(shí)間內(nèi)將能量轉(zhuǎn)移給樣品，使樣品本身發(fā)熱，微波設(shè)備不輻射能量，可本身發(fā)熱，微波設(shè)備不輻射能量，可避免環(huán)境高溫避免環(huán)境高溫，改，改善工作環(huán)境；善工作環(huán)境； (4)微波除熱效應(yīng)外，還有非熱效應(yīng)，可微波除熱效應(yīng)外，還有非熱效應(yīng)，可選擇加熱。選擇加熱。7.2.2.2 微波固相反應(yīng)微波固相反應(yīng)23Pb3O4的微波法制備的微波法制備固相反應(yīng)：固相反應(yīng)：PbO 470 C加熱加熱30h，得，得Pb3O4；微波法：微波法：500W, 輻照輻照PbO230min，可定量制備，可定量制備Pb3O4PbO2強(qiáng)烈吸收

16、微波，而強(qiáng)烈吸收微波，而Pb3O4不吸收微波不吸收微波，隨著反應(yīng)，隨著反應(yīng)進(jìn)行，體系溫度下降，這樣可進(jìn)行，體系溫度下降，這樣可選擇性控制選擇性控制PbO2的分的分解，只生成解，只生成Pb3O4,這樣而不生成這樣而不生成PbO和和Pb。7.2.2.2 微波固相反應(yīng)微波固相反應(yīng)241、活性組分的、活性組分的分散度分散度對(duì)于提高催化反應(yīng)的對(duì)于提高催化反應(yīng)的活性活性和和選擇性選擇性具有十分重要的意義。具有十分重要的意義。2、擔(dān)載型催化劑擔(dān)載型催化劑，通常是將活性組分分散到具，通常是將活性組分分散到具有高比表面的載體上而制成的。有高比表面的載體上而制成的。3、分散分散通常將樣品在某溫度下通常將樣品在某溫

17、度下加熱數(shù)小時(shí)或數(shù)十小加熱數(shù)小時(shí)或數(shù)十小時(shí)時(shí)完成。完成。4、方法方法：單分子層分散、離子交換和浸漬。：單分子層分散、離子交換和浸漬。7.2.2.3 無機(jī)鹽在多孔材料上的高度分散無機(jī)鹽在多孔材料上的高度分散25nCuCl2在在NaZSM-5分子篩上的微波分散。分子篩上的微波分散。 n2.0g NaZSM-5粉末樣品同一定量的粉末樣品同一定量的CuCl2研磨均研磨均勻后，在家用微波爐中處理勻后，在家用微波爐中處理10-20分鐘分鐘。n表征發(fā)現(xiàn)微波分散的表征發(fā)現(xiàn)微波分散的CuCl2/NaZSM-5具有以下優(yōu)具有以下優(yōu)點(diǎn)：點(diǎn)：高負(fù)載；處理時(shí)間短；制備簡易，無需攪拌、高負(fù)載；處理時(shí)間短；制備簡易，無需攪

18、拌、干燥和焙燒。干燥和焙燒。7.2.2.3 無機(jī)鹽在多孔材料上的高度分散無機(jī)鹽在多孔材料上的高度分散267.2.2.4 Y, Ce -TZP陶瓷的微波快速燒結(jié)陶瓷的微波快速燒結(jié)TZP陶瓷：四方氧化鋯陶瓷陶瓷：四方氧化鋯陶瓷Y, Ce -TZP：以：以Y2O3、CeO2為添加劑，燒結(jié)為添加劑，燒結(jié)TZP陶瓷陶瓷工藝方法工藝方法燒結(jié)溫度燒結(jié)溫度燒結(jié)時(shí)間燒結(jié)時(shí)間陶瓷粒徑、性能等陶瓷粒徑、性能等常壓燒結(jié)常壓燒結(jié)1550 10幾小時(shí)幾小時(shí)密度接近；致密、密度接近；致密、晶粒細(xì)??；抗彎強(qiáng)晶粒細(xì)??；抗彎強(qiáng)度和斷裂韌性優(yōu)于度和斷裂韌性優(yōu)于常壓燒結(jié)常壓燒結(jié)微波燒結(jié)微波燒結(jié)1500 15min277.2.3 微波

19、等離子體化學(xué)微波等離子體化學(xué) 實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)微波激發(fā)產(chǎn)生的等離子體較之常規(guī)的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)微波激發(fā)產(chǎn)生的等離子體較之常規(guī)的直流和高頻等離子體有許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)：直流和高頻等離子體有許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)：l 電離度高，電子濃度大；電離度高，電子濃度大；l 電子和氣體分子的溫度比高，電子動(dòng)能很大而氣電子和氣體分子的溫度比高，電子動(dòng)能很大而氣體分子卻保持較低溫度，利于低溫體分子卻保持較低溫度，利于低溫CVD；l 適應(yīng)氣體壓強(qiáng)很寬；無極放電避免了電極污染；適應(yīng)氣體壓強(qiáng)很寬；無極放電避免了電極污染；l 微波技術(shù)已成熟，為控制等離子體提供有利條件微波技術(shù)已成熟，為控制等離子體提供有利條件28 由于上述諸多特點(diǎn)，目前由于上述諸

20、多特點(diǎn)，目前微波等離子體光譜微波等離子體光譜分析分析已成為原子光譜分析的一個(gè)重要領(lǐng)域，并發(fā)已成為原子光譜分析的一個(gè)重要領(lǐng)域，并發(fā)展起來微波等離子體質(zhì)譜、色譜用展起來微波等離子體質(zhì)譜、色譜用微波等離子體微波等離子體離子化檢測器離子化檢測器等一系列新型分析技術(shù)。等一系列新型分析技術(shù)。7.2.3 微波等離子體化學(xué)微波等離子體化學(xué)291、德拜長度德拜長度(Debye Length) p ：等離子體：等離子體電中性電中性條件成立的條件成立的最小空間尺度最小空間尺度。2、振蕩周期振蕩周期p：描述等離子體特性的另一個(gè)重要：描述等離子體特性的另一個(gè)重要參量，是等離子體參量，是等離子體電中性電中性條件成立的條件

21、成立的最小時(shí)間最小時(shí)間尺度。尺度。7.2.3 微波等離子體化學(xué)微波等離子體化學(xué)一、一、2個(gè)概念個(gè)概念301、等離子體、等離子體：滿足等離子體空間長度：滿足等離子體空間長度Lp，且，且等等離子體存在時(shí)間離子體存在時(shí)間p的宏觀上呈的宏觀上呈電中性電中性的的電離氣電離氣體才能稱得上是物質(zhì)第四態(tài)的等離子體，否則它體才能稱得上是物質(zhì)第四態(tài)的等離子體，否則它就仍然屬于氣體。就仍然屬于氣體。7.2.3 微波等離子體化學(xué)微波等離子體化學(xué)二、等離子體與微波等離子體二、等離子體與微波等離子體2、微波等離子體：、微波等離子體：若把微波加到氣態(tài)物質(zhì)中，在若把微波加到氣態(tài)物質(zhì)中，在 一定條件下，形成的電離氣體一定條件下

22、，形成的電離氣體(例如電離度例如電離度 0.1)稱為稱為微波等離子體微波等離子體。31等離子體一般可分為兩種類型：等離子體一般可分為兩種類型：n熱等離子體或高溫等離子體；熱等離子體或高溫等離子體；n冷等離子體或低溫等離子體。冷等離子體或低溫等離子體。7.2.3 微波等離子體化學(xué)微波等離子體化學(xué)三、等離子體類型三、等離子體類型327.2.3 微波等離子體化學(xué)微波等離子體化學(xué)四、四、獲得微波等離子體的方法和裝置獲得微波等離子體的方法和裝置 獲得等離子體的方法和途徑是多種多樣的，獲得等離子體的方法和途徑是多種多樣的，除了宇宙星球、星際空間及地球高空的電離層屬除了宇宙星球、星際空間及地球高空的電離層屬

23、于于自然界產(chǎn)生的等離子體自然界產(chǎn)生的等離子體外，其它的都是人為產(chǎn)外，其它的都是人為產(chǎn)生的等離子體。生的等離子體。微波等離子體是靠氣體放電微波等離子體是靠氣體放電的辦的辦法獲得。法獲得。331. 快速制備光導(dǎo)纖維快速制備光導(dǎo)纖維2. 做強(qiáng)功率激光的高效激發(fā)泵源做強(qiáng)功率激光的高效激發(fā)泵源3. 制造太陽能電池薄膜制造太陽能電池薄膜4. 合成與制備聚合物膜和無機(jī)膜合成與制備聚合物膜和無機(jī)膜5. 合成金剛石薄膜合成金剛石薄膜6. 低功率微波等離子體合成氨低功率微波等離子體合成氨7. 低功率微波等離子體合成氮氧化物低功率微波等離子體合成氮氧化物7.2.3 微波等離子體化學(xué)微波等離子體化學(xué)四、四、微波等離子

24、體的應(yīng)用微波等離子體的應(yīng)用347.3.1 電化學(xué)合成特點(diǎn)電化學(xué)合成特點(diǎn)7.3.2 電化學(xué)合成法在無機(jī)合成中的應(yīng)用電化學(xué)合成法在無機(jī)合成中的應(yīng)用7.3 電場作用下的無機(jī)合成電場作用下的無機(jī)合成357.3.1 電化學(xué)合成特點(diǎn)電化學(xué)合成特點(diǎn) 電化學(xué)合成是利用電化學(xué)合成是利用電電氧化還原過程氧化還原過程合成許多種類與合成許多種類與不同聚合狀態(tài)的化合物和材料。主要內(nèi)容：不同聚合狀態(tài)的化合物和材料。主要內(nèi)容：1、電解鹽的水溶液和熔融鹽以制備金屬和某些合金鍍層；、電解鹽的水溶液和熔融鹽以制備金屬和某些合金鍍層；2、通過電化學(xué)氧化過程制備高價(jià)和特殊高價(jià)化合物；、通過電化學(xué)氧化過程制備高價(jià)和特殊高價(jià)化合物；3、

25、含中間價(jià)態(tài)和特殊低價(jià)元素化合物的合成；、含中間價(jià)態(tài)和特殊低價(jià)元素化合物的合成；4、二價(jià)或多元素金屬陶瓷型化合物的合成；、二價(jià)或多元素金屬陶瓷型化合物的合成；5、非金屬元素兼化合物的合成；、非金屬元素兼化合物的合成；6、難用其他方法合成的混合價(jià)態(tài)化合物、簇合物、嵌叉形、難用其他方法合成的混合價(jià)態(tài)化合物、簇合物、嵌叉形化合物、非計(jì)量氧化合物等。化合物、非計(jì)量氧化合物等。367.3.1 電化學(xué)合成特點(diǎn)電化學(xué)合成特點(diǎn) 電化學(xué)合成的優(yōu)點(diǎn)：電化學(xué)合成的優(yōu)點(diǎn)：1、電解過程中能提供高速電子轉(zhuǎn)移；、電解過程中能提供高速電子轉(zhuǎn)移；2、反應(yīng)體系及產(chǎn)物不會(huì)被氧化劑或還原劑污染；、反應(yīng)體系及產(chǎn)物不會(huì)被氧化劑或還原劑污染

26、；3、便于控制電極電勢和電極材料，可選擇性進(jìn)行、便于控制電極電勢和電極材料，可選擇性進(jìn)行氧化還原過程；氧化還原過程；4、制備其他方法不能制備的許多物質(zhì)和聚集態(tài)。、制備其他方法不能制備的許多物質(zhì)和聚集態(tài)。377.3.2 電化學(xué)法在無機(jī)合成中的應(yīng)用電化學(xué)法在無機(jī)合成中的應(yīng)用7.3.2.1 電化學(xué)溶解直接制備納米電化學(xué)溶解直接制備納米TiO27.3.2.2 納米結(jié)構(gòu)過渡金屬簇的選擇合成納米結(jié)構(gòu)過渡金屬簇的選擇合成7.3.2.3 電場對(duì)電場對(duì)-輻射制備銀納米晶型外貌的影響輻射制備銀納米晶型外貌的影響7.3.2.4 超聲與電沉積工藝制備磁性納米粉末超聲與電沉積工藝制備磁性納米粉末387.3.2.1電化學(xué)

27、溶解直接制備納米電化學(xué)溶解直接制備納米TiO2恒電位電解恒電位電解Et4N Br醇溶液醇溶液(Ti為陽極為陽極)T=50-70E=2-4.6V淡黃色溶液淡黃色溶液鈦酸乙酯鈦酸乙酯白色乳膠液白色乳膠液pH=5.02-5.30乙酸乙酸 氨水氨水pH=9.44高速攪拌高速攪拌乳濁液乳濁液離心分離離心分離下層絮狀物下層絮狀物乙醇乙醇pH=5白色溶膠白色溶膠真空干燥真空干燥白色粉末白色粉末720,O2焙燒焙燒產(chǎn)品產(chǎn)品工藝簡單，成本工藝簡單，成本低，粒徑均勻，低，粒徑均勻，熱穩(wěn)定性好。熱穩(wěn)定性好。397.3.2.2 納米結(jié)構(gòu)過渡金屬簇的選擇合成納米結(jié)構(gòu)過渡金屬簇的選擇合成 濕化學(xué)法控制納米結(jié)構(gòu)粒徑的方法濕化學(xué)法控制納米結(jié)構(gòu)粒徑的方法：改變溫：改變溫度、溶液濃度、還原劑和溶劑等。度、溶液濃度、還原劑和溶劑等。 電化學(xué)法電化學(xué)法可以合成納米級(jí)過渡金屬膠體，控可以合成納米級(jí)過渡金屬膠體，控制粒徑制粒徑只需調(diào)節(jié)電流密度只需調(diào)節(jié)電流密度。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：增加電流密度，即增加過電實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：增加電流密度，即增加過電位，可以降低膠體的粒徑。同