改进的水热法在无机非金属材料制备中的应用初探

舒一盟

摘 要 在无机非金属材料制备过程中，最为经常使用的方法之一就是水热法，而水热法包含的种类又比较丰富，不同的水热法与不同的溶剂相融合，所产生的作用效果存在明显性的差异。因此在有机溶剂、微波、氧化物等不同在无机非金属材料制备中，可以广泛应用水热法，并将其优势充分发挥出来，以此来提高它的制备效率。本文分析了水热法当前应用的现状，并针对改进的水热法在无机非金属材料制备的具体应用进行探讨，希望能够为相关的研究工作者们提供一些帮助。

关键词 改进的水热法；无机非金属材料；现状；应用；分析；探究

中图分类号 TB3 文献标识码 A 文章编号 2095-6363（2017）14-0076-02

在无机非金属材料制备过程中，通过水热法的高效利用能够提高生产效率，使工艺更加纯熟。而水热法本身就是一种液相反应，通过这种化学反应来制作我们所需要的在无机非金属材料制备，毫无疑问能够取得事半功倍的效果。本文阐述了改进的水热法的相关内容，并详细阐述了改进的水热法在无机非金属材料制备中的应用策略。

1 概述

1.1 水热法概念及原理

水热法这一词汇最早出现于19世纪50年代，在那个年代很多的科学研究者们都致力于研究新型的非金属材料，在研究的过程中这一方法被发现并使用。水热法具体是指在密闭的高压反应釜中，将那些难以溶解或者不溶解的物质放在高温的环境下进行溶解，并使其进行重新结晶的过程，这种方法也是获得细密均匀颗粒的一种有效方法。因为在高温的环境下，水会发生一定程度的改变，如密度减小、离子积增加，并且同时水的电离常数开始增大，反应速度加快。在这样的结晶过程中就能够减少很多晶粒的缺陷。

1.2 水热法的使用装置

我们使用水热法最常使用的装置就是高压釜，这种装置承受高温高压的能力非常强。几乎可以承受11 000℃的高温和109Pa的高压，并且它还具有非常稳定可靠的密封系统以及防爆装置。但是也正是因为它这样的特点，它还有另外一种称呼“炸弹”。因此，高压釜的制作要求非常高，其直径与高度必须按照1：16的比例来制作。之所以按照如此严格的比例进行制作，是因为如果比例不符的话，那么就无法有效地控制整个反应过程中的阶段温度。同时再加上反应釜属于密闭容器，生产者没有办法参与到整个生产加工的过程当中来，而这种生产工艺对于温度、水等条件的要求又比较苛刻，所以在生产高压釜的过程中必须要在装置设计中将所有需要考虑的设计因素考虑

进去。

1.3 水热法在无机非金属材料制备中的影响因素

在无机非金属材料制备过程中，水热法的影响因素具体包括以下几个。第一个因素为温度和压力因素。学习过物理化学中的动力学，我们就应该会知道，温度和压力这两个因素与微粒运动生长速度呈现出正比例的关系。也就是说当填充度不变時，反应温度越高的话，那么晶体生成的速度就越快。同时在反应温度相同的情况下，填充度越高的话，晶体成长的速度也就越快。但是如果温度过高的话，压力就会更大，这样在结晶的过程中，就容易造成晶粒缺陷。第二个因素是处理时间因素。在一定程度上来讲，水热处理时间几乎就是溶液加热的时间，而水热与普通的加热过程又有所不同，通过水热进行加热的过程中温度能够更加容易进行适当的控制。因此，水热处理时间与晶体的生成时间也呈现出正比例的关系。当水热的时间愈长，其晶粒也就愈完整，愈好。第三个因素是溶液pH的因素。通过专业的研究者研究发现，在反应过程中当溶液PH值越高的话，那么其饱和磁化度的强度也就会越大。但是它有一个中间分界值，也就是当pH值达到10.5的时候，饱和磁化度的强度就会开始下降。因此，在使用水热法的时候，必须要将溶液的pH值调节好，只有将其调节好，才能够使之进行正确的化学反应。第四个因素是分散剂和加料方式因素。在使用水热法进行水热的过程中需要添加适当的分散剂，加入它能够促进粉末的晶化过程，并且还能够减少各个颗粒之间彼此的吸附力，能够让生产出来的晶体更加的细小和均匀。

2 改进的水热法的内容

随着科学技术的进步，水热技术也得到了一定的发展，在此情况下，被改进的水热法开始出现于相关的领域当中，并取得了良好的应用效果。

改进的水热法具体包括以下几方面内容，第一，在整个反应过程中，液相介质与原来相比发生了较大的不同，改进的水热法可以将不同类型的液相介质与水进行共同反应，加快其反应速度。第二，不再应用传统的加热方式进行加热，而是主要采取微波加热的方式进行加热，这种微波加热能够促进反应体系中分子的加热状态。第三，实现了共通性，可以将不同的水热法共同进行使用，拓宽了其应用范围。同时也表明了水热法在实际应用过程中的良好效果。第四，改进后的水热法的出现改变了原来的水热法在常温状态下无法进行液相反应的问题，提高了晶体产生的速度。同时改进的水热法其反应时间与传统的相比更短，能源利用率更好，对于速度的条件要求更低等等。

3 改进的水热法在无机非金属材料制备中的具体应用

3.1 溶胶-凝胶水热法

在无机非金属材料制备的过程中，我们之所以最先选择溶胶-凝胶水热法，是因为其稳定性比较强、安全性能比较好高，它能够有效保证最后产出的产物质量更加可靠，颗粒更加均匀无杂质。当然我们在使用溶胶、凝胶水热法的过程中，其第一要求就是必须要先制备出合格的溶胶、凝胶，这就需要在制备的过程中将温度控制在符合生产条件的范围内，然后利用水热法将产物生产出来。而通过这种方法所得到的产物，既能够让产物的制备更加高效，还能够使生产产品得到提高。所以通过溶胶-凝胶水热法来进行无机非金属材料的制备，其粉体更加均匀，并且整个工艺过程都更加简单、容易操作。但是这种方法最大的缺陷就是并不适合大范围的使用，其主要原因是因为在反应过程中难以控制凝胶与水进行接触，而这二者一旦接触的话，就会影响到水热的处理效果。

3.2 微波水热法

除了溶胶-凝胶水热法之外，还有一种常用的水热法就是微波水热法，这种方法是在无机非金属材料制备的过程中，将材料进行均匀加热，不仅能够较少温度梯度的不良影响，还能够提高其生产效率。在微波水热法中，它改变了传统的加热方式，所应用的热量是来源于电磁场中相关介质损耗而产生的热量，这种有效利用，极大地提高了其利用率，甚至可以说它实现了现代化无机非金属材料的制备目标。并且微波水热法的优点十分明显，如实用性比较强、应用范围比较广、操作方法简单、制备效率快等等。

3.3 水热沉淀法

相比于以上两种水热法而言，水热沉淀法的操作更为简单，工作流程更为简化，在很短的时间内就可以获得生产物。水热沉淀法是指在水热进行的过程中，通过对沉淀原理的应用，获得一定的数量的沉淀剂，然后再将其中的金属氧化物进行提取，以此来获得产物的

过程。

4 结论

综上所述，我们不难发现在我国在无机非金属材料制备中，改进后的水热法具有良好的发展前景。这是因为改进后的水热法加速了生产效率，改良了生产工艺，并且在生产过程中取得了良好的应用效果。

参考文献

[1]吴健松，肖应凯，梁海群.改进的水热法在无机非金属材料制备中的应用[J].化学通报，2012（4）：306-311.

[2]吕彦萍.改进的水热法在无机非金属材料制备中的应用[J].室内设计与装修，2016（5）：220.

[3]江婵.水热法在无机非金属粉体材料制备中的应用[J].河南科技，2014（10）：65.