化學(xué)冶金法制備材料技術(shù)-資料下載頁
2024-12-29 08:17本頁面
【正文】 解法 、 醇鹽水解法；又可分為常溫水解法和高溫強制水解法 ， 高溫強制水解法又稱水熱法 。 ? (1)水解反應(yīng)的理論基礎(chǔ)與影響因素 ? 金屬陽離子的水解反應(yīng)的通式如下 ? Mn+(aq)+nH20(1) M(OH)n(s)十 nH+(aq) ? M(OH)n(s) (s)+(g) ? 影響水解反應(yīng)的因素主要有以下幾個方面 : ? ① 金屬離子本性 大多數(shù)金屬離子形成的強酸弱堿鹽都能在水溶液中發(fā)生水解反應(yīng) ， 不同的金屬離子水解程度不同 。 水解程度的大小主要取決于金屬離子電荷 、 半徑及電子構(gòu)型 ,或者說是取決于金屬離子的極化力 。 金屬離子的電荷越高 ，半徑越小 ， 金屬離子的極化力越強 ， 金屬離子水解程度越大； ? 此外 ， 非 8e構(gòu)型的金屬離子容易水解 ， 如 p區(qū) 、d區(qū) 、 f區(qū) 、 ds區(qū)元素離子 。 高價金屬離子的鹽類如 SnCl TiCl SbCl Bi(N03)3等可直接水解制取氧化物 。 ? ② 溶液的溫度 水解反應(yīng)為中和反應(yīng)的逆反應(yīng) ， 是吸熱反應(yīng) ， 因此 ， 升高溫度 ，水解常數(shù)增大 ， 水解度也增大 ， 有利于水解反應(yīng)進行完全 。 通常對一些在常溫不能水解或部分水解的金屬鹽類 ， 可通過升高溫度的方法來制備金屬氧化物 ，如 FeCl3溶液由于部分水解而呈黃色 ， 升高到 60℃ 以上即可使 Fe3+水解成橙紅色的FeOOH或 Fe2O3溶膠或沉淀 。 ? ③ 溶液的酸度 金屬離子水解后 ， 酸度增大 。 為使水解反應(yīng)進行完全 ， 可通過向溶液中加入堿 ， 降低酸度促進水解反應(yīng)完全 。 如 MgCl2溶液即使升溫也較難水解 ， 但若加人 NaOH或 ， 則很容易發(fā)生水解而生成 Mg(OH)2， 煅燒后得到MgO。 ? 無機鹽直接水解制備氧化物微粒 ? 高價金屬離子及離子極化作用較強的鹽類 ，用水稀釋時會生成氧化物 、 氫氧化物 (或含氧酸 )或堿式鹽沉淀 ， 適當(dāng)控制溶液的 pH值 ， 或加熱反應(yīng)物可制得超細(xì)高純的氧化物微粒 ， 如SnCl2 H2Sn03 Sn02； ? TiCl4 H2Ti03 Ti02； ? Hg(N03)2 HgO； ? FeCl3 Fe(OH)3 Fe203； ? SnCl2 Sn(OH)Cl Sn(OH)2 SnO等 。 ? 強制水解制備無機材料 ? 鹽類的強制水解一般是指在酸性條件下 ， 提高溫度使金屬鹽水解 。 無堿存在的陽離子水溶液的水熱強制水解比常溫更為顯著 ， 而且 ， 水解反應(yīng)會導(dǎo)致鹽溶液中直接生成氧化物粉體 ， 而且純度更高 ， ? 如 FeCl3 α Fe203； ? SnCl4 Sn02； ? NiS04 Ni(OH)2等 。 ? ? 控制強制水解反應(yīng)的要點是低的陽離子濃度 ， 以避免爆發(fā)成核 ， 這樣可以獲得均勻的溶膠狀多晶材料 ， 顆粒尺寸可達20nm以下 。 若要提高金屬離子的濃度 ， 以增大產(chǎn)物量 ， 可通過加入配位劑降低金屬離子濃度的方法實現(xiàn) ， 隨著水解反應(yīng)的進行 ， 配合物逐步釋放出金屬離子 ， 可使產(chǎn)物量增加 ， 添加其他無機鹽 、 有機溶劑或不同的配位劑可獲得不同晶體外形的材料 ，以滿足各方面的應(yīng)用要求 。 ? 金屬醇鹽水解制備氧化物納米材料 ? 金屬醇鹽是具有 M— O— C鍵的有機金屬化合物的一種 ， 它的通式為 M(OR)n， 其中 M是金屬 ，R是烷基或丙烯基 。 它的合成受金屬電負(fù)性影響較大 ， 其水解反應(yīng)通式為 ? M(OR)n+nH20 M(OH)n+nHOR ? 金屬醇鹽極易進行水解 ， 產(chǎn)生相應(yīng)的氧化物 、 氫氧化物或水合物的沉淀 。 產(chǎn)物經(jīng)處理可制得納米粉末 。 ? 在金屬醇鹽水解反應(yīng)過程中 ， 其他離子作為雜質(zhì)被導(dǎo)入的可能性很小 ， 可以制得高純度的納米粉體 ， 因水解條件不同而產(chǎn)物形態(tài)各異 。 ? 例如 ， 一方面 Fe(Ⅱ) 醇鹽由于存在微量氧而被氧化為 Fe(Ⅲ) 醇鹽 ， 水解產(chǎn)生 Fe(OH)3沉淀 ， 經(jīng)煅燒成為 Fe203； 另一方面 Fe(Ⅱ) 醇鹽水解生成 Fe(OH)2， 對這種沉淀進行氧化 ， 則變成 Fe304。 醇鹽水解反應(yīng)比較復(fù)雜 ， 水含量 、 pH值和溫度等都對反應(yīng)產(chǎn)物有影響 。 在低 pH值下 ，水解產(chǎn)生凝膠 ， 煅燒后得氧化物 ， 而在高 pH值條件下 ， 可從溶液中直接水解成核 ， 制得氧化物粉體 。 ? 含有兩種金屬元素的陶瓷微粉的合成 ， 可以利用兩種金屬醇鹽溶液混合后同時水解；也可利用溶于醇的其他金屬有機羧酸鹽 ， 如乙酸鹽 、 檸檬酸鹽等與另一種金屬的醇鹽溶液混合后共同水解得到混合氧化物 ， 煅燒后制得復(fù)合氧化物 。 用這種方法制得的復(fù)合氧化物化學(xué)計量比可精確控制 ， 燒成溫度低 ， 顆粒均勻 ， 可達納米級 ， 是現(xiàn)代高性能粉體合成的先進技術(shù)之一 。 ? 金屬醇鹽的合成有兩類 ， 一類為金屬直接和醇反應(yīng) ， 如堿金屬 、 堿土金屬 、 稀土元素類金屬可與有機醇直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成醇鹽和氫氣 ? M+nROH M(OR)n+n/2H2 ? 但 Mg、 Be、 Al等金屬與醇反應(yīng)卻需要 HgCl2等催化劑 。 ? 不能與有機醇直接反應(yīng)的金屬可利用金屬鹵化物尤其是氯化物來代替金屬合成醇鹽 。 在反應(yīng)中氯離子與醇鹽負(fù)離子置換受金屬離子的電負(fù)性影響很大 。 為了使反應(yīng)完全 ， 氨 、 吡啶 、 三烷基胺和鈉醇鹽之類的堿的存在是必不可少的 ? TiCl4+4ROH+4NH3 Ti(OR)4+4NH4Cl 謝謝觀看 /歡迎下載 BY FAITH I MEAN A VISION OF GOOD ONE CHERISHES AND THE ENTHUSIASM THAT PUSHES ONE TO SEEK ITS FULFILLMENT REGARDLESS OF OBSTACLES. BY FAITH I BY FAITH
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