.
14
③在水热低温条件下能使低熔点化合物、高蒸气压且不能在 融体生成的物质高温分解晶化或生成； ④水热的低温、等压、溶液条件下有利于生长具有平衡缺陷 浓度，规则取向，晶体完美的晶体材料，且合成产物高以及 易于控制产物晶体的粒度； ⑤易于调节水热条件下的环境气象，有利于低价、中间价与 特殊价化合物的生成，并能均匀地进行掺杂。
Fe3 T K iO . O H K 2O •Fe2 TiO 17
⑤水热还原
M xO y ey2 H xM ye 2 H O
⑥水热分解
Zr4 S Nia O Z O2 r H N O 2 Sa 3 iO
.
18
1 .装置： 三.水热法的装置及特点
高压反应容器－高压釜。高压釜按压力来源内加压式和外式 。本实验采用内加压式，它是靠釜内一定填充度的溶媒在高压 时膨胀产生压力。
.
3
粉体制备方法
粉体的合成制备经过多年的发展，制备合成方 法已经变得各种各样按理论也可分为物理和化 学方法等纳米粒子的制备方法很多，可分为物 理方法和化学方法
1.物理方法
①真空冷凝法 物理粉碎法 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ械球磨 法
2.化学方法
气相沉积法 沉淀法 水热合成法 ④ 溶胶凝胶法 ⑤微乳液法
.
4
按照反应物的相可分为三类 ： 气相合成法，固相合成 法和液相合成法 1、气相合成法 ①电阻加热法 ②电子束加热法 ③化学火焰法 ④等 离子法 ⑤激光法 2.固相合成法 ①热分解法 ②复合氧化物固相反应-烧结法 ③还原化合法 ④自蔓延高温合成法 ⑤电爆炸发 ⑥机械力 化学法 3.液相合成法 ①沉淀法: ⑴共沉淀法 ⑵直接沉淀法 ⑶均匀沉淀法 ⑷水解沉淀法 ②水热合成法 ③熔盐合成法 ④溶胶--凝胶法 ⑤有 机树脂法 ⑥喷雾热分解法 ⑦乳液合成法
.
9
水热法制备粉体的反应原理和特点
1.均匀溶液饱和析出机制 2.溶解－结晶机制 3.原位结晶机制
.
10
1.“均匀溶液饱和析出”机制。 水热反应温度和体系压力的升高 溶质在溶液中溶解度降低并达到饱和 以某种化合物结晶态形式从溶液中析出。
用金属盐溶液为前驱物，随着水热反应温度和体系压力
的增大。
溶质（金属阳离子的水合物）通过水解和缩聚反应，生
130～250℃之间，相应的水蒸汽压是0.3～4Mpa。 水热法原理： 把在常温常压下不容易被氧化、合成的物质，通过将其
物系置于高温高压水溶液条件下来加速氧化、合成反应的进 行。
.
7
2.水热法特点： 离子在水溶液状态下混合均匀性好
水随温度的升高和压力增大变为气态矿化剂，有非常大的解 聚能力和氧化能力，制备出超细理想结晶、纯度较高粉末
结晶”的动力学速度过慢，则前驱物可以经过脱去羟基（或脱水 ）、原子原位重排而转变为结晶态。
.
13
水热合成粉体的特点：
①由于在水热条件下，反应物的性能的改变，活性提高，水 热合成有可能代替某些固相反应，促进低温化学的发展； ②在水热条件下特殊的中间态以及特殊相易于生成，能合成 具有特殊结构或者特种凝聚态的新化合物；
水热法制备特种纳米粉体
组成员：吕阳阳 雷少凡 李剑云 孙慧丽
.
1
目
1 粉体的概念与制备方法
2 水热合成粉体的原理和特点
录
3 水热法制备粉体的反应分类
4 水热法的装置及特点
5 水热法制备粉体的过程
6 水热法制备ZrO2纳米粉体
.
2
粉体：粉体是由大量颗粒及颗粒间的空隙所构成的集合体， 粉体的构成应该满足以下3个条件，①微观的基本单元是 小固体颗粒；②宏观上是大量的颗粒的集合体；③颗粒之 间有相互作用。
“结晶”是指当水热介质中溶质的浓度高于晶粒的成核所需 要的过饱和度时，体系内发生晶粒的成核和生长。
随着结晶过程的进行，介质中用于结晶的物料浓度又变得
低于前驱物的溶解度，使得前驱物的溶解继续进行。
.
12
3.“原位结晶”机制 当选用常温常压下不可溶的固体粉末，凝胶或沉淀为前驱
物 如果前驱物和晶相的溶解度相差不是很大时，或者“溶解－
.
15
二.水热法制备粉体的反应分类
① 水热氧化
利用高温高压水溶液或有机溶剂与金属或合金直接反应 以得到新的氧化物，配合物或金属有机化合物。
m M n2 O H M m O n H 2
M可以为铬、钛，铁等及合金
② 水热晶化
水热晶化法以非晶态氢氧化物或凝胶作为前驱物，在水 热条件下结晶成具有一定晶型的晶态粉体。避免其他液相法 在煅烧工艺中产生的硬团聚难题。
A(O l )3 H A2 O l3•H 2 O
.
16
③ 水热沉淀
水热沉淀是指通过在高压釜中的可溶性盐或化合物与加 入的各种沉淀剂反应，形成不溶性氧化物或含氧盐的沉淀。
④ 水热合成
KF Mn2C K l M2nF
水热合成是一元金属氧化物或盐在水热条件下反应合成 二元甚至多元化合物。
H2TiO3和Ba(OH)28H2O为原料，水热合成钛酸钡粉体。 合 成 了 CaZrO3 ， SrTiO3 ， ZrSiO3 ， BaZrO3 ， CaSnO3 等电子陶瓷粉体。
成相应的配位聚集体，当其浓度达到过饱和时就开始析出晶
核，最终长大成晶粒。
.
11
2.“溶解－结晶”机制。
当选用的前驱体是在常温常压下不可溶的固体粉末、凝胶 或沉淀时，在水热条件下:
“溶解”是指水热反应初期，前驱物微粒之间的团聚和联结 遭到破坏，使微粒自身在水热介质中溶解，以离子或离子团的 形式进入溶液，进而成核、结晶而形成晶粒；
.
5
一.水热法合成粉体原理及特点
1.水热法（热液法） 在密闭容器中，以水作为溶媒（也可是固相成分之一）
，在一定的温度（＞100℃）、压力（＞9.8MPa）下，即在 超临界流体状态下研究、制备、加工和评价材料的一种方法 。
.
6
水热法研究的温度范围： 在水的沸点和临界点（374℃）之间，通常使用的是
水热条件下离子能够容易地按化学计量反应，晶粒按结晶习 性生长，成为完整的理想晶体即自形晶。
.
8
在高温高压水热条件下，提供一个在常温条件下无法得到的 特殊的物理化学环境，使前驱物在反应系统中得到充分的溶解， 达到一定的过饱和度，形成原子或分子生长基元，进行成核结晶 生成粉体或纳米晶。
水热法制备陶瓷粉体实质上是前驱物在水热介质中溶解，成 核、长大，最终形成一定粒度和结晶形态的晶粒的过程。