水热法的原理

1、1_2卫水巍法的原理水曲法的隘理是：水照法制备粉体的化学反应过程是在流体参与的高压容器 中进行的，高温时.密封容器中有一定填充度的溶媒膨胀，充满魅个容器.从而 产生很高的压.力.为使反应较快和较充分的进行，通常还需要在高压釜中加入各 种矿化剂，水热法一般以氧化物或氧氧化物(新配制的凝胶)作为前驱物，它们在 加热过程中溶解度随温度的升高而增加,最终导致溶液过饱和并逐步形成更稳定 的氧化物新相反应过程的驱动力是最后可溶的前驱物或中间产物与稳定氧化物 之间的溶解度差，根据化学反应类型的不同.水热法制备粉体有如下凡种方法*水热氧化：利用高温高压水、水溶液等溶剂与金属或合金可直接反应生 成新的化合物.水

2、热沉淀：某些化合物在通常条件下无法或很难生成沉淀，而在水热条 件下易反应生成新的化合物沉淀。水热合成：允许在很宽的范围内改变参数，使两种或两种以上的化合物 起反应，合成新的化合物。水热还原；金献类化合物、实甄化物、碳酸盐或复式盐用水调架，只 需少呈或无需试削，控制适当温度利氧分压等条件，即可制得超细金属微粉5)水热分解*某些化合物在水热条件下分解成新的化合物.进行分离而得 单一化合物。(6)水热结晶，以非晶态筑氧化物.氧化物或水凝胶为前驱物，在水热条件 下结晶成新的机化物晶粒，1.23水热法的特征由于在高一温高摩的水热条件下，水处于超临界状态，物质在水中的物性与化 学反应性能均起了很大的变化，

3、因此水热化学反应大异于常态，在高温、高压下, 水热反应有三个特征；第一是使复杂离子间的反应加速；第二是使水解反应加剧t 第三是使氧化-还原势发生变化I冏因而此时避溶或溶解度小的前驱反应物在水 热条件下能徊到充分溶解，形成具有一定过饱和度的溶液.而后进行反应，形成原子或分子生长基元，经过成核和晶体生长而生成晶粒。水热合成的粉体，其晶 粒发展完整、粒度分布均匀、颗粒之间少团聚，颗粒度可控制I佝。水热法合成粉体的方法与其他方法：共沉淀法及氧化物固相反应法的比较如表1.1所示：表1.1不同方法合成粉体的比较15)合成方法固相反应法共沉淀法水热法合成成本低中等中等中等发展状况商业应用商业应用商业应用组分

4、可控性差好好很好晶相可控性差中等好粉体的活性差好好纯度()99.599.5燃烧过程需要需要不需要研磨过程需要需要不需要按水热合成的温度高低可以分为：低温水热合成法、中温水热合成法和高温 水热合成法，其温度范围分别介于W373K, 373K573K,和N573K网。目前一 股在低于523K下的水热合成得到比较广泛的应用，这是因为在这个温度下，可 以不使用贵金属内衬，取而代之的是聚四氟乙烯内衬，而且在523K下，水热合 成的压力相对较低，使密封变得更加容易，这都能降低合成成本，因而应用广泛。 13本论文研究的目的及拟要解决的关键问题目前尽管制备氧化亚铜的方法比较多，但很少得到粒径均一，性能稳定的氧

5、 化亚铜，同时很多制备方法比较繁琐复杂。我们的目的是要用简单的方法制备出 粒径较小，且形貌均一的氧化亚铜粉体，探讨氧化亚铜的制备条件及工艺，以便 于工业化生产。产生氧化亚铜色相不稳定、耐氧化能力差的主要原因之一，就是利用普通 化学还原方法得到的氧化亚铜产物中，氧化亚铜的晶体发育不完整，存在一定 的氧空位，氧空位是氧化亚铜的发色芯，由于-氧空位的不同，引起产物颜色不 同。而水热合成方法本身特别适合于制备结晶完整、粒子粒径较小的粉末产物 158】，产物的粒子粒径分布范围也比较狭窄。因此，本研究拟采用水热法合成氧化亚铜，期望利用相对的高温高压条件, 改善氧化亚铜的结品程度和晶体发育的完整性，因此提高

6、产物的热稳定性和常 温色相稳定性。同时研究氧化亚铜的氧化动力学行为，为氧化亚铜的进一步应 用奠定基础。在常压下制备氧化亚铜的过程中溶液的pH值对产品的纯度影响很大，现 在的文献的中用NaOH或Na2CO3来调节反应溶液的pH值，我们在实验中发现 城液的加入会导致局部的溶液发生化学反应生成Cu(OH)2,受热产生CuO,使 得到的产品不纯。我们考虑在溶液中加入缓冲溶液，调解溶液的pH值。通过 多次的试验发现溶液的当溶液的的pH值为4.0时候，反应的中间产物Cu2SO3 不能完全水解，当反应溶液的pH值为6.0的时候产物中Ca,SO4(OH)6和 Cu4SO4(OH)6 H2O等杂质生成。合适的pH值为5.0左右，所以选用HAc-NaAc 缓冲体系。在常压下制备氧化亚铜的过程中会有SO2的产生，SO2可以导致大 气污染，是形成酸雨的主要成分，我们用敏液来回收SO2体。而在水热法制 备氧化亚铜的过程中生成的SO2不能被吸收，又溶解在溶液中导致溶液的酸度 增大，溶液的酸度增大会使生成的氧化亚铜又溶解了。因此用到的缓冲溶液的 量要比常压下用到的