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改进的水热法在无机非金属材料制备中的应用研究 摘要：改进的水热法在无机非金属材料研制中非常普遍，由于种类较多的特性，因此，在实际应用中，对于不同溶剂的作用也是不一样的，在有机溶剂以及微波等不同无机非金属材料的制备中，能够将改进水热法的优势充分的发挥出来，使材料的制备效率得到有效提升。就目前的方法的发展状况而言，已经取得了良好的实际应用效果，在化学工艺的生产方面能够满足各种各样的目标，主要提出了改进水热法的相关内容，研究了改进的水热法在无机非金属材料制备中的应用。 关键词：无机非金属材料 结晶 改进的水热法 在合成无机材料的过程中，生产效率可以在水热法的充分利用下得到提升，从而促进工艺的实际效果的增强，事实上，该方法就是一种液相反应，给无机非金属材料的研制指明了方向。本文主要从客观的角度阐述了在无机非金属材料制备应用中使用该方法的具体优势。 一、改进水热法概述 某些无机材料的合成在传统水热法的作用下无法通过液相反应实现，因此，该方法的适用条件是有限制的，要需要进一步的研究分析，水热技术在合成水晶以及各种钨酸盐等晶体问世以后，其知名度越来越高，基于社会需要的形势之下，改进的水热法已经在有关的领域范围内得到了应用，且效果在之前的基础上有了进一步的提升。 改进水热法的产生包括如下几个方面：（1）反应体系中的液相介质有了很大的改变，相关反应过程中主要的液相介质可以由不同类型的液相介质与水一起组成，这样反应率能够比单纯的液相介质产生的效果要好；（2）传统的加热方式被颠覆，现实中主要采用微波加热，促使反应体系中的分子的加热状态不属于对称性；（3）不同水热法能够一起使用，在实际应用中，应用范围更广。这些方面均反映了水热法较好的适用性。并且，它的问世改变了之前不能够在常温状态下实现液相反应的现状，提高了生产的效率。相对来说，改进的水热法具备以下优势：节省了反应时间、节省了能源的消耗、对于温度没有过高的要求等。 二、改进的水热法在无机非金属材料制备中的应用 1、溶胶、凝胶水热法 在制作无机非金属材料的时候，为了保证质量，必须要将改进水热法的各种优点充分利用，同时还要确保不能有杂物混入，且无机非金属材料研制过程中，其颗粒要均匀。采用溶胶与凝胶水热法，应该先制作溶胶或者凝胶，并且还要保证它的安全性能，此时的温度需要保持在一定的范围中，再利用水热处理的方法就能够获得想要的物质。采用该方法得到的粉体，在两种材料的作用下使用水热处理的生产方式，能够快速的产出目标物质。提高了生产力。但是，这该方法的应用也是局限性较强的，因为凝胶在接触到水之后会对水热处理效果产生较大的影响。 2、微波水热法 为了确保水分子均匀加热，研制无机非金属材料的时候能够采用微波水热法，该方法同时还能够减少温度梯度带来的影响。处于电磁场中相关介质的损耗而产生的热量是该方法中的热量来源，与上文中的溶胶、凝胶水热法 相比，微 波水热法具有更高的的利用率，其能够在无机非金属材料的应用中取得更加显著的效果，传统的合成模式被全面颠覆。微波水热法的适用对象为微波技术，因此，需要将该种水热法的应用范围进行扩大，最终能够实现简化现代无机材料研制流程的目的。 3、水热沉淀法 水热沉淀法的最大优势是其应用过程更为简易，目标产物能够在比较短的时间内获取到，随着水热过程时间的推移，运用沉淀的原理能够获取到一些沉淀剂，并将该过程中产生的金属氧化物加以提取。比如，在研制化合物ZrO2 时，为了实现整个反应体系速率得到提高，并且确保最终产物的纯度得到保障，在其反应过程中加入适量的尿素能够获得理想的效果。因为尿素的性能在温度升高之后会产生较大的改变，尿素最终会被分解为氨气和二氧化碳等物质，而氨气具有调节反应体系中PH值的作用，与此同时，二氧化碳也有其不可忽视的作用，碱溶液中会存在一些不易溶解的沉淀物。而二氧化碳刚好具备特殊的功能，并作为缓冲剂的构成部分，对提取ZrO2时起到了稳定该物质的作用。在该方案中，最后的产物ZrO2能够在合适的水热条件中慢慢释放出来。由此而产生的粉体具有较好的均匀性，均匀性相对较好，并且颗粒的大小统一性得到了保障，在实际生产中完全符合其应用需求。 三、改进的水热法的发展趋势与存在的问题 水热法制备无机材料自 20世纪 70 年代开始流行之后，世界上的发达国家对其给予了高度的重视，还在各国建立了实验基地，专门研究该项技术，如法国也有了著名的 Thomson-CSF 研究中心；日本最著名的水热法制备无机材料研究实验室为高知大学水热研究所和东京工业大学水热合成实验室；美国就有两所著名的实验室：Battelle 实验室和宾州大学水热实验室。在学术研究方面，国际上对水热技术的研究也相当活跃，现阶段，人们已经将无机材料的应用投入到了大规模的生产当中，而我国虽然对于水热法制备无机材料的研究起步较晚，但是经过多年的进展，我国也有很多的企业正在研究该技术，但是相对于发达国家来说，我国的水热法制备无机材料技术还是相对落后的。 水热法虽然在无机材料制备技术中占据着重要地位，但是其问题仍然是显而易见的，还需要作出更多的研究以解决一下问题：第一，水热法常需高温高压，很难扩大生长。第二，对于水热法晶体生长的过程比较难以监督和分析，暂时还较难实现从动态过程研究晶体的生长。改进的水热法有望解决这些疑难问题，例如，我们在以往的实验中观察到：同样是规整的锌铝水滑石，采用乙二醇-水热法与采用传统水热法相比，前者的温度比后者要低约 45C ，所以通过引进交叉学科新技术是很有可能在未来将这些问题一并解决的。 四、结束语 水热技术在未来的应用中依然会稳居重要地位，该技术的成本低，效率高，并且完全改变了无机材料传统水热方法以往的研制模式。文中通过对改进水热法各方面内容的分析，详细阐述了其在无机非金属材料研制过程中的应用效果，该方法值得大力推广