无机精细化学品的制备-单晶化

第二章无机精细化学品导入新课：无机精细化学品的应用[思考]1、无机精细化学品和普通无机产品的区别？2、红宝石与蓝宝石的区别在哪？3、航天领域的高温元件是什么材料？2.2单晶化固体的状态：单晶、多晶和非晶态1、单晶：原子和原子集团在三维空间中有规律地重复。2、多晶：许多微小单晶的聚合体，即晶粒的取向不同，如所有的金属和陶瓷。通常情况下，一般固体都以多晶态形式存在，如所有的金属和陶瓷，仅玻璃属于非晶态。2.2.1从Al2O3到蓝宝石

一、蓝宝石的组成和性能天然存在的α型氧化铝，称为刚玉（无色透明）。因含钛而呈蓝色，即真正的蓝宝石。Mp2015℃，ρ4.0g/cm3，莫氏硬度8.8。性能：绝缘性能好，介电损耗小，耐高温，耐酸、碱腐蚀，导热性好，机械强度也足够高，且能加工成平整的表面二、蓝宝石的应用§2.2.2红宝石于第一台激光器

1、红宝石的组成红宝石是掺铬的氧化铝单晶体。由于铬离子部分地取代了氧化铝晶格中的铝离子而使晶体带红色，随着所掺铬离子量的增加，红色由浅变深。2、激光器单晶生长法如水热法：晶体在高温高压下从溶液中生长，容器是高压釜（如图）。一般采用温差法，即把原料放在高压釜内温度较高的底部，籽晶则位于高压釜内温度较低的上部（如溶解度的温度系数为负，则相反）,容器内充满溶剂。原料在高温高压下溶解在溶剂中由于温差对流，溶液在籽晶部位达到过饱和而使籽晶生长。溶液的循环促使原料不断地溶解，晶体不断的生长。目前此法最主要的用途是生长水晶，一般说，很多氧化物单晶均可采用此法。谢谢大家!ThankYou!第二节单分散溶胶一、单分散胶体粒子制备原理基本条件胶体粒子的生成反应须有适宜的速率，且此速率受控于反应温度和反应物浓度；爆发性成核，随后使晶核以相同速度长大。晶核的长大过程溶液中能反应生成晶核的物质不断在已成晶核的表面沉积，使晶核长大（限制步骤）粒子的合并使晶体长大在饱和浓度和核化浓度间加入一些与产物相同或与产物有相同晶体结构的物质作为小晶种，可也以形成单分散溶胶。制备机理时间产物浓度饱和浓度成核浓度成核反应成核加入晶种不同形貌的单分散的β-NaYF4:Ln3+UCNPS的透射电镜图齐格蒙弟法(Zsigmondy)：当热的稀HAuCl4水溶液用K2CO3中和后，取一部分溶液以白磷还原制得平均半径大约为1nm的高分散度金溶胶，以这些细小金粒子作为晶种加入余下的另一部分溶液中并慢慢地用甲醛还原使之继续生长。由于有籽晶的存在，继续成核的可能性较小，故所得金溶胶粒度较为均匀。调节前一步骤中所获得粒晶数目以及控制后一步骤中HAuCl4还原的数量可按预期目的获得一定粒度的金溶胶。高质量金溶胶的生产(作业：四人一组，每一组查一种方案，包括：原料、方法、结论)概述1、胶体金溶胶实质由过渡金属金的细小颗粒组成的一种稳定、均一的分散系。2、金粒径大小（可见、位阻）大约都在5~150nm范围，诊断检测用的颗粒直径则大多在20~40nm大小。胶体金生产的原理1、反应中，溶液中最初形成的晶核数决定了最终长成的金粒数量。2、如果溶液中氯金酸浓度一定，则还原剂浓度越高，初核数量越多。初核数量越多，最终的金粒则越小。3、所有的晶核将在瞬间同时形成，这样最终形成的胶体金颗粒将具有同样的粒径（即形成单分散胶体金体系）。4、如果没有把握晶核生长规律，结果制出的胶体金颗粒大小不一，用这样的胶体金多数情况下不能制出稳定的轭合物。控制核化过程胶体金结构：（双离子层）胶体金生产不同胶体金制备方法的重要特征柠檬酸三钠还原法制备金溶胶过程取0.01％氯金酸水溶液100ml加热至沸，搅动下准确加入１％柠檬酸三钠水溶液0.7ml，金黄色的氯金酸水溶液在2分钟内先变为灰色，继而变为黑色，再加热变为紫红色，继续煮沸20min，得到稳定的胶体金溶液。注意事项1、玻璃容器的清洁：a、酸化、硅化b、同等大小颗粒的金溶液包被玻璃器皿的表面2、试剂、水质和环境：a、远离金属b、双蒸水c、尘粒少影响金溶胶质量的因素反应物浓度混合方式加入顺序反应温度液柱压力反应器材质二、金属（水合）氧化物单分散粒子的制备控制金属离子水解的方法影响因素：体系的pH值反应物浓度反应温度金属盐阴离子的性质混合方法等生成沉淀物的操作或转化条件25ºC75ºCIIIIIIIIIIII579579pHpH-lgcCuSO4I：均相溶液II：水硫酸铜矿(蓝色↓)III：黑铜矿(红褐色↓)二、金属（水合）氧化物单分散粒子的制备各区域的分界线理论相变线大粒子和小粒子区域的边界线三、制金属非氧化物单分散粒子1.强制水解：水溶液低pH值下高温陈化2.控制OH-释放3.有机金属化合物分解4.溶胶-凝胶转变——方法：控制金属离子水解——方法：类同五、制

包覆粒子