材料制備技術 第一章 緒論

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1、中國礦業(yè)大學電子教案材料制備技術材料科學與工程學院徐磊華7/15/20211教材及參考書：《無機合成化學》張克立等武漢大學出版社《無機合成與制備化學》徐如人龐文琴高等教育出版社《無機材料合成》劉海濤等化學工業(yè)出版社《材料合成與制備方法》曹茂盛等哈爾濱工業(yè)大學出版社7/15/20212第1章緒論材料是人類賴以生存和發(fā)展的物質基礎，人類進步的歷史也是人類所用材料進步的歷史材料與能源、信息并列為現代科學技術的三大支柱，新型材料與信息技術、生物技術被認為是新技術革命的主要標志7/15/20213第1節(jié)材料的分類材料是人類用于制造物品、器件、構件、或其它產品的物質，包括天然和人造的。金屬材料無機非金

2、屬材料按照物理化學性質劃分：有機高分子材料復合材料7/15/20214按應用領域劃分電子材料航空航天材料核材料建筑材料能源材料環(huán)境材料生物材料7/15/20215按功能特征劃分結構材料是以力學性能為基礎，制造受力構件所用材料。功能材料主要利用物質的獨特物理、化學性質或生物功能而形成的一類材料。7/15/20216按技術成熟程度及發(fā)展前景劃分傳統(tǒng)材料:已經成熟且在工業(yè)中已批量生產并大量應用的材料，如鋼鐵、水泥、塑料，普通陶瓷等新型材料：指那些正在發(fā)展、且具有優(yōu)異性能和應用前景的一類材料7/15/20217第2節(jié)無機材料合成與制備的幾個基本問題材料合成與制備是指通過一定的途徑，從氣態(tài)、液態(tài)或

3、固態(tài)的各種不同的原材料中得到化學及性能上不同于原材料的新材料。7/15/20218材料的合成包括兩方面的內容：一方面，研究新型無機材料的合成另一方面，研究已知無機材料的新合成方法及新合成技術7/15/20219無機材料合成與制備的發(fā)展有四個基本問題：1.材料合成與反應規(guī)律的問題以具有一定結構、性能的新型無機化合物或無機材料的合成路線的設計和選擇，化合物或材料合成途徑和方法的改進及創(chuàng)新是無機合成研究的主要對象。7/15/202110沸石分子篩（硅鋁酸鹽）的合成：硅鋁酸鹽晶體是一類具有一定孔道結構的無機化合物，已被廣泛應用在催化領域.因為催化材料不僅與活性組分的結構及其物化特性有關，而且往往與

4、其表面性能有關。因而需要合成具有特定孔道結構的晶體，以滿足分子的吸附、解吸、內擴散，反應物、產物與中間體分子結構和反應性能方面的要求。7/15/202111一些沸石分子篩的結構圖7/15/202112如何合成具有規(guī)整孔道結構的沸石分子篩？首先，研究者必須大量總結合成規(guī)律與生成產物結構之間的關系。其次是盡力探索這類多孔結構晶態(tài)硅鋁酸鹽的生成機理，以了解究竟哪些反應和因素在影響著晶格中孔道結構的生成。7/15/202113眾多沸石分子篩生成機理的基本模式：客體分子或離子→硅鋁膠→沸石分子篩晶核→晶體（介穩(wěn)態(tài)）→¨¨→晶體（穩(wěn)態(tài)）T1T2T3T37/15/202114此外，下列一些反應規(guī)律一種控

5、制著合成產物的結構和性能：液相中多硅酸根離子的存在狀態(tài)與的聚合；硅鋁凝膠的晶化；晶化過程中加入的客體分子對成孔的影響和導向模板機理；介穩(wěn)態(tài)晶體間的轉型7/15/202115無機合成的發(fā)展主要決定于人們對其合成化學和反應規(guī)律認識的深化。因此，熟練而又深入地掌握無機合成化學的反應規(guī)律、特點及其原理是非常必要的。7/15/2021162.無機材料合成與制備中的實驗技術和方法問題一方面，很大部分特種結構和特種性能的無機材料以及某些反應路線只能在特殊實驗技術條件下才能完成。另一方面，由于特種合成技術和操作的應用，使大量新的合成路線和方法應運而起。7/15/202117再一方面，目前為了開拓邊緣學科的

6、發(fā)展需要研究與合成各種各樣的新型無機物和物相，特別是大量與生物等有關的特殊配合物和金屬有機物。由于起始物料的稀缺和昂貴，因而無機合成中的半微量甚至微量合成技術問題，也愈來愈提到日程上來。7/15/2021183.無機材料合成與制備中的分離問題一方面要特別注重反應的定向性與反應原料的經濟性，盡力減少副產物與廢料，使反應產物的組成、結構符合合成的要求；另一方面要充分重視分離方法和技術的改進和建立。7/15/2021194.無機材料合成與制備中的結構鑒定和表征問題包括對合成產物的結構確認，又包括特殊材料結構中給主要組分的結構狀態(tài)和物化性能的測定，為了進一步指導合成反應的定向性和選擇性，還需對合

7、成反應過程中間產物的結構進行檢測。常規(guī)的主要有組成分析、X射線衍射、各類光譜、順磁、核磁共振等7/15/202120近期發(fā)展起來的檢測技術開始大量應用于結構的精細分析上，如LEED（低能電子衍射）、AES（俄歇電子能譜）、ESS（低速離子散射光譜）7/15/202121第3節(jié)無機材料合成與制備化學中若干前沿課題一、新合成反應、路線與技術的開發(fā)以及相關基礎理論的研究在這個方向的研究中，主要以下類三類作為研究對象：1.特殊結