水熱合成法(Hydrotherma1),屬液相化學的范疇,是指在特制的密閉反應器( 水熱合成反應釜)中,采用水溶液作為反應體系,通過 反應釜對反應體系加熱,加壓(或自生蒸氣壓),創(chuàng)造一個相對高溫、高壓的反應環(huán)境,使得通常難溶或不溶的物質(zhì)溶解并且重結晶而進行無機合成與材料處理的一種有效方法。在常溫常壓下一些從熱力學分析看可以進行的反應,往往因反應速度極慢,以至于在實際上沒有價值,但在(反應釜)水熱條件下卻可能使反應得以實現(xiàn)。
這主要因為在水熱條件下,水的物理化學性質(zhì)(與常溫常壓下的水相比)將發(fā)生下列變化:①蒸汽壓變高;②粘度和表面張力變低;③介電常數(shù)變低;④離子積變高;⑤密度變低;⑥熱擴散系數(shù)變高等。水熱反應釜在水熱反應中,水既可作為一種化學組分起作用并參與反應,又可是溶劑和膨化促進劑,同時又是壓力傳遞介質(zhì),通過加速滲透反應和控制其過程的物理化學因素,實現(xiàn)無機化合物的形成和改進。
由于水熱反應在高溫高壓下進行,因此對水熱合成反應釜進行良好的密封成為水熱反應的先決條件,這也造成水熱反應的一個缺點:水熱反應的非可視性。只有通過對反應釜的反應產(chǎn)物的檢測才能決定是否調(diào)整各種反應參數(shù)。前蘇聯(lián)科學院Shubnikov結晶化學研究所的Popolitov等人在 1990年報道了用大塊水晶晶體制造了透明水熱合成反應釜,使得人們第一次直接看到了水熱反應過程,實現(xiàn)根據(jù)反應隨時調(diào)節(jié)條件的理想。另外,水熱合成法往往只適用于氧化物功能材料或少數(shù)一些對水不敏感的硫?qū)倩锏闹苽渑c處理。 |