微波技术在无机化学中的应用

1、微波技术在无机化学中的应用发展作者:肖健麒内江师范学院四川省内江市641112摘要:介绍了微波加热的机理,综述了微波技术在无机化学中的应用,展望了微波技术的前景,提出了微波技术的发展方向和建议。关键词:微波技术无机化学应用微波是一种超高频电磁波,作为一种传输介质间内均匀加热,大大消除了温度梯度,使沉淀相瞬间和加热能源它具有特殊优势而引起了广大化学工作成核,从而获得均匀的细粉体。实验表明:微波辐者的浓厚兴趣,被广泛应用于化学的各个领域,并形射能加快FeCl3 的水解,制备出尺寸、均匀性等均优成了一门新兴交叉学科微波化学(MEC 。1992 常规水浴加热制备的粉体。“无机化工信息”2004年国际上

2、成立了微波化学委员会,1996 年国也成年第一期报导了- Fe2O3 粉体微波制备方法。李立了类似组织。微波在无机化学中应用也是目前平等利用微波加热制备出的ZnO纳米粉体结晶性能的热点之一。良好,粒径大小均匀,晶体形貌由原来的棒状变为准1型1、微波加热的原理及其特点球形,粒径为纳米级。我们利用微波加热制根据物质对微波的吸收程度,可将物质材料分为YSZ纳米粉体,粒子分散性好,晶体形貌为椭球成导体、绝缘体和介质。微波不能进入导体内部平均粒径为37nm。在480 - 980 范围内呈现良2、好的电导率并有较高的稳定性。我们用微能在其表面反射。绝缘体可透过微波而对微波吸收,波辅助制备纳米级氧化铜平均粒

3、径很小。介质可透过并吸收微波,介质通常为极性分为17 - 24nm左右。杨升红等用微波法成功合成出锐钛矿型纳米子组成。介质分子在微波埸中其极性分子取向将与粉未颗粒分散性好粒径分布均匀平均粒径电场方向一致。当电场发生变化时,极性分子也随TiO2 , , ,之变化。一方面由于极性分子的变化滞后于电场的70nm ,粉未呈球形,成本低工艺简单。变化,因而产生了扭曲效应而转化为热能。另一方2.2 微波烧结面介质分子在电场的作用下两极排列,电场振荡,迫微波烧结具有突出的优势:节能省时无污染;烧使两极分子旋转、移动,当加速的离子相遇,碰撞摩结温度低、物料受热均匀,致密度高,大大改善了材擦时就转化为热能。即微

4、波加热机理是通过极化机料性能,产生具有新的微观结构的优良性能的材料。制和离子传导机制进行加热。微波加热有如下的特陶瓷是一种广泛应用的无机材料,其合成通常点:(1物质对微波的吸收有选择性,有利于提高产采用燃烧合成法,近年国外已采用超微粉未制备技品质量。(2快速高效、能耗低、无污染和易控制。术、高致密成型技术、特种烧结技术及热处理技术。2、微波技术在无机化学的应用而微波烧结能大大提高合成速度(如D R Baghursr2.1制备高纯超细粉体的试验可以提高速度240 倍 ,并能在较低的温度下进行,从而使材料的密度得到改善。王峰等利用微盐类的水解是制备均匀分散体系最常用的方,波烧结出了瓷舟并且还成功烧

5、结出不开裂、法。与传统的加热法不同,微波加热能在很短的时Al2O3 ,组织均匀的发动机增压涡轮转子,其坯体直径为10nm左右,从而改善粒径的均匀性。Tu 等把微波技术应用到96mm ,最终致密度为理论致密度的97 %。冯士明等Pt、Ir、Rh、Ru、Au和Pd等纳米金属团簇的制备。廖用微波烧结Al2O3 陶瓷,使烧结温度降低400 ,烧学红等用微波合成CdS纳米棒。结时间缩短。曲世明等用微波技术烧结成ZrO2 , 晶须是缺陷很少的单晶纤维晶体结构完整,Si3O4 和Si3N4,大幅度缩短烧结时间和节约了电能。度和模量接近于理想单晶体理论强度和模量。范兴祥等用微波辐射法制备四角状氧化锌晶须产物为

6、超导陶瓷材料YBa2Cu3O7 - X合成,用常规加热法需,立体四针白色纤维晶须结构完整缩短了制备时要24h ,而张力学等采用微波合成加热,加热时间总, ,9间降低了能耗简化了工艺。戴长虹等用高反应共才用45min。程宇航等用微波烧结制备了CuTi - , ,活性的热解炭作炭源用纳米微粉作硅源在金刚石复合体,在烧结中没有发生石墨化变,CuTi , SiO2 ,微波炉中合成了纳米晶须。程志林等用微波合- 金刚石复合体中的金刚石颗粒与CuTi 基体间能SiC成了分子筛膜晶粒度明显小于常规相同配比形成良好的结合。Daiton 用微波加热应用在自蔓延NaY ,10所得样品的晶粒度且晶化时间明显缩短。阮

7、圣高温合成中合成了TiC等9 种材料。平等用微波柠檬酸盐法合成BaFe O 复合氧化物Agrawal等采用带有附加层的微波烧结炉腔制12 19纳米材料。造出粉未冶金不锈钢、铜铁合金、铜锌合金、钨铜合2.4 制备碳材料金及镍基高温合金,其断裂模量比常规法制备的樊希安等以棉秆为原料,微波辐射氯化锌法制出60 %。Anklekar等利用微波烧结了含铜合金钢,备活性炭,活化时间6min(为传统方法的1/36 ,产强度达1077MPa ,比常规法提高了30%,密度从常规3 3、品吸附性能超过国家一级标准。西班牙研究院把活法的7.00g/cm 提到7.40g/cm ,并且孔隙更小更性炭纤维经微波加热制得炭

8、分子筛,它对O2/ N2 、均匀,形状更趋于园形。并发现在高磁场下的微波CO2/ CH4 混合气体表现出良好的气体选择效果,与烧结能够制备出完全非晶态的磁性材料,将具有显传统的碳化学沉积法相比具有简单、快速、成本低著硬磁特性的材料(如NdFeB 永磁体变成软磁材,把碳纳米管用微波在硝料。美籍华人科学家独创了微波炉炼钢法。Chieng Ming Chen酸或盐酸中处理能在短时间内溶去金属催化剂。2.3 制备纳米材料,1.留物大大提高了碳纳米管的提纯效率。王升高传统纳米材料制备方法反应溶液温度低,反应,等用微波等离子体化学气相沉积法在较低温度下合时间长,控制条件要求严格。2.马旭村有快速、简便、省

9、电、避免团聚等特点,得到普遍关,等利用微波等离子体增强化学气相沉积法在多孔二注。Wada等利用微波加热成功地制备了平均粒径氧化硅基底上制备了大面积取向一致的碳氮纳米管为7nm的Ni 纳米颗粒。程起林等利用微波等离子薄膜。纳米管的直径一般100nm ,长度可达20m ,法制备了纳米金属钼粉。罗杨合等以柠檬酸钠作还为纳米钟的线性聚合物。纳米管的成分中同时均匀原剂、聚丙烯酰胺作稳定剂,采用微波高压液相合成含有C、N 两种元素。C 与N 之间成键结合。这预法制备了稳定的液相铂纳米粒子,铂纳米粒子呈球。3.马旭村展示一种新的C1 - XNX(X=0.16 ±0.01相出现在纳形,粒径约为10n

10、m 。徐甲强等微波水解法制备纳米管结构中。陈新等用微波等离子体辅助化学气相米ZnO并进行气敏性测试,所需时间显著缩短。4.沉积法,以Ni/孔性Al O 为模板,低温( < 520 合对酒精和汽油皆有较高的灵敏度。5.成了呈列线排布的碳纳米管阵列工艺简单。辐射制备了- Fe2O3 纳米粒子。张迈生用微波合,在功能材料制造及其它方面中的应用成纳米微球。杜小旺利用微波辐射制取了平均粒径2.5。6.张迈生对微波合成功能材料进行了试验。为50.64 的球形磷酸钴纳米粒子,操作简便快速。Sm三元多晶半导体化合物铜铟硫和铜铟硒吴华强等利用微波辐射制备硫化镉和硫化铋纳米粒CuInS2。7.Si是太阳能电

11、池特殊材料。传统上是由单质子。张秀凤等用微波固相氧化还原合成法制备纳CuInSc2在特制的反应容器内经以上高温燃烧合成。米氟化铈,合成的CeF3 晶型为类球形,平均粒径为, 12h而在微波辐射下只用约3min ,操作过程简单。储刚100nm。包建军等用微波聚合制备单分散超细的聚等用微波合成固体氧化物燃料电池负极材料La甲基丙烯酸甲醇酯微球。8.沸石分子筛是水合硅钼酸盐是一种导期由常规的15min缩短到2min。微波加热聚合还Sr0.1MnO3 ,可以提高乳液聚合制备纳米微球的工艺重复性,进广泛使用的功能材料。微波加热技术用于合成沸石,分子筛是一种有效的方法,能大幅度提高合成速度, 用微波改善活

12、性碳,增强了其对吡啶的吸附能力。如NY沸石的合成从24h缩短到10min ,同时晶体的微波技术还用于ABO3 复合氧化物的微波水热合成粒径得到有效控制,质量明显改善。波辐射合成介孔分子筛MCM 48,产物具有三维的微波技术在矿物处理中的应用。9.介孔排列结构,孔径约3.5nm。三氯化铁的镍黄铁矿中萃取镍,回收率约99 %。无机柱撑蒙脱石可作为吸附环境污染的材料。Huayixin从硅酸锌矿物中提取锌,锌的萃取率是99%王慧娟等用微波制备无机柱撑蒙脱石,产物的层间08 %,而硅和铁的萃取率分别低于0. 30 %和0- 20距增加为1. 7395nm;室温条件下,F初始浓度10 % 。50mg/L

13、,吸附剂投加量20g/L,吸附振荡时间为3 -40min时,对F 的去除率达74. 6 %,较未改性柱撑微波技术在化学中的应用以清洁高效、污染少。蒙脱石提高了19.5 %。曹玉红等利用微波辐射干法被誉为“绿色化学”。在化学的各个领域都有广泛的制备钠基蒙脱土。微波加热干燥3min ,即可得到阳应用,但是其作用机理并没有完全了解也不能进行。10.离子交换容量达1.32mmol/g的钠基蒙脱土。定量运算,在实际生产中一些关键性的技术还攻破。张世敏等利用微波辐射干燥锡酸钠也取得较好,所以距离工业化应用还有一段距离。11.三氯化钼是钼冶金中的一种重要的中间产切先进技术与分析化学的先进技术有机地结合起物。

14、秦文峰等利用煅烧钼酸铵制取高纯三氯化钼,使之更好地为人类服务这一理念而产生的。12.所得产物粒度均匀,杂质含量低。汤建伟等利用波技术是一种先进技术,如何把它与其它的先进技微波改造传统的过磷酸钙生产工艺。程学群等利用术有机地结合起来,取长补短,使之更好地为人类服微波加热技术对TiO2进行改性取得较好的效果。务是微波技术的进一步发展方向。参考文献1 李平,赵会玲,张萍,贾振斌,魏雨.微波加热制备纳米ZnO粉体及其表征J . 精细化工,2003 ,20(5 :265 - 267.2 陈改荣,徐绍红,苗郁.溶胶凝胶微波加热技术制备Y2O3 稳定ZrO2 纳米粉体的研究J . 功能材料,2003 ,34

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