改進(jìn)的水熱法在無機(jī)非金屬材料制備中的應(yīng)用

摘要：近年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)不斷地發(fā)展，全球經(jīng)濟(jì)一體化的的進(jìn)程不斷加深，機(jī)械生產(chǎn)行業(yè)也隨之快速發(fā)展，環(huán)境污染的現(xiàn)象越來越嚴(yán)重。我國在可持續(xù)發(fā)展觀念指導(dǎo)之下積極了開展節(jié)能減排工作，熱水法在無機(jī)非金屬材料制備過程中發(fā)揮著重要作用，而無機(jī)非金屬材料制備是機(jī)械制造廠生產(chǎn)過程中一個十分重要的后續(xù)加工環(huán)節(jié)，其能耗占據(jù)整個生產(chǎn)過程中的20%以上。基于此，文章結(jié)合實踐，對改進(jìn)的水熱法在無機(jī)非金屬材料制備中的應(yīng)用進(jìn)行深入分析與探究，以此提高企業(yè)的生產(chǎn)效益。

關(guān)鍵詞：改進(jìn)水熱法；無機(jī)非金屬；材料制備；應(yīng)用

引言：

隨著經(jīng)濟(jì)水平的不斷發(fā)展以及城市化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，受到傳統(tǒng)計劃經(jīng)濟(jì)體制的長期影響，我國經(jīng)濟(jì)粗放式發(fā)展與日益緊缺能源之間的矛盾越來越突出。城市環(huán)境、空氣污染等問題也日益凸顯出來，隨之人們對居住的環(huán)境以及生活質(zhì)量的要求也越來越高。當(dāng)前，改進(jìn)的水熱法在無機(jī)非金屬材料制備中的應(yīng)用成為相關(guān)學(xué)者研究的重要課題，本文就熱水法的機(jī)理、影響因素以及工藝方法等進(jìn)行深入分析，為相關(guān)人員提供參考。

一、水熱法以及機(jī)理

隨著我國社會經(jīng)濟(jì)與科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步與完善，對機(jī)械產(chǎn)品的需要量與日俱增，相應(yīng)的機(jī)械制造工業(yè)生產(chǎn)過程也朝著自動化方向發(fā)展，水熱法是在封閉的高壓反應(yīng)中，受到社會各級與相關(guān)學(xué)者的重視與研究。隨著我國社會經(jīng)濟(jì)與科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展與完善，水熱法應(yīng)用范圍越來越廣泛，并逐漸應(yīng)用到化工工程中。水熱法起源于19世紀(jì)中期，最初這種方法被應(yīng)用在地質(zhì)學(xué)當(dāng)中。水熱法應(yīng)用具有較強(qiáng)的理論性與綜合性，在封閉的高壓反應(yīng)堆中，增加室內(nèi)溫度，使得水和液體部分物質(zhì)的屬性發(fā)生改變，進(jìn)一步增加離子的反應(yīng)速率。作為整個工藝的中間環(huán)節(jié)，其能耗占據(jù)整個生產(chǎn)的20%左右，水熱法的節(jié)能工藝與方法有很多，采用何種方法節(jié)能降耗，提高企業(yè)的生產(chǎn)效益與經(jīng)濟(jì)效益是本文探究的重點。當(dāng)前，常用的熱液法是應(yīng)用最廣泛的水熱結(jié)晶，這種結(jié)晶過程將降低樹枝狀偏析或者過冷等傳統(tǒng)問題【1】。

二、水熱法制備無機(jī)非金屬材料的影響因素分析

首先，溫度與壓力的影響。高壓釜是用于水熱合成粉末的重要裝置，可以說高壓釜是否正常運行，直接或者間接影響著整個裝置的安全穩(wěn)定運行，對整個生產(chǎn)過程產(chǎn)生重大影響。高壓釜是可以保持高溫高壓的鋼壺體，系統(tǒng)的吸收塔內(nèi)石灰石漿液吸收二氧化硫的過程實際上就是一個氣液轉(zhuǎn)化的過程。而系統(tǒng)中有5臺瑞士公司的高壓釜。這幾個吸收塔分別用于測量不同級別的爐高壓汽包凝膠的酸堿度，如果在生產(chǎn)過程中汽包凝膠的酸堿度過大，直接影響汽包的使用壽命，也會操作人員的人身安全造成一定的隱患。從動力學(xué)原理上分析，高溫與高壓和顆粒生長的速度成正比，也就是說當(dāng)溫度越高時，晶體生長速度越快，在相關(guān)溫度下，壓力越大，晶體生長速度也越快。從本質(zhì)來說，晶體的生長速度與填充率受到制備顆粒機(jī)理的影響，但是溫度并不是導(dǎo)致晶粒缺陷的唯一因素，溫度與壓力對結(jié)晶過程具有重要的影響【2】。

其次，分散劑和加料方式的影響。水熱法作為一種新的分離、分析技術(shù)，被廣泛應(yīng)用到各個領(lǐng)域當(dāng)中。具有來說指的是一種采用化學(xué)的方法和相關(guān)技術(shù)對其中有機(jī)元素和相應(yīng)物質(zhì)進(jìn)行分析，也就是說通過化學(xué)分析的方式對脫硫的性質(zhì)和組成內(nèi)容進(jìn)行綜合分析與檢測，尤其對化工企業(yè)來說是產(chǎn)生重大影響。水熱法處理具有一定的環(huán)境要求與特殊工藝要求，在水熱法處理過程中需要加入適當(dāng)?shù)姆稚?，這有助于前體粉末的結(jié)晶，使得細(xì)晶體均勻分布。如果在整個處理過程中，加料操作流程與要求并不相符合，分散劑的加入量也沒有經(jīng)過嚴(yán)格配比，勢必對水熱法處理結(jié)果有一定影響。添加分散劑的主要目的就是晶體反應(yīng)，增加反應(yīng)物產(chǎn)生磁性能，降低顆粒間的吸附力。

三、改進(jìn)的水熱法在無機(jī)非金屬材料制備中的應(yīng)用分析

首先，有機(jī)溶劑水熱法。無機(jī)非金屬材料制備主要劃分為三個階段，目前所采用的方法有化學(xué)方法、物理方法以及微生物方法。當(dāng)前脫無機(jī)非金屬材料制備工作的質(zhì)量對后續(xù)工作產(chǎn)生巨大影響。我國水熱法技術(shù)發(fā)展較晚，工藝基礎(chǔ)薄弱，大部分技術(shù)其他先進(jìn)國家相比較存在及較大差異，有的水熱法技術(shù)從國外引入或者是在其他技術(shù)基礎(chǔ)之上改進(jìn)來的。對于有機(jī)溶劑水熱法來說，其主要被應(yīng)用于合成水滑石材料中。具體來說，有機(jī)溶劑水熱法指的是有一定量的有機(jī)溶劑和水的水熱體形成相應(yīng)的反應(yīng)介質(zhì)，將5臺吸收塔設(shè)置在裂解爐頂部，由于必須在高溫高壓環(huán)境下進(jìn)行操作，所以需要將被測樣品用冷卻水降低到60攝氏度以下，這也是使用有機(jī)溶劑水熱法的必要要求?？紤]到結(jié)構(gòu)、分散性和規(guī)律性對水滑石晶體的影響，將體積加入到水熱系統(tǒng)中，形成鎂鋁超分子結(jié)構(gòu)水滑石。

其次，改進(jìn)的水熱法。當(dāng)前，無機(jī)非金屬材料制備系統(tǒng)具有一定的弊端，pH計取樣點樣品溫度為250攝氏度，壓力為4.0Mpa，原預(yù)處理系統(tǒng)由于受到多方面因素的限制，導(dǎo)致數(shù)據(jù)分析滯后，嚴(yán)重影響檢測結(jié)果的可靠性與準(zhǔn)確性。晶體生長元素為陰離子復(fù)合多面體，結(jié)合晶體生長態(tài)勢，提出了模型，這種方式是在水熱法晶體生長過程中根據(jù)規(guī)定疊加生長元素的一種方法。由于反應(yīng)后的產(chǎn)物多為酸性，因此對無機(jī)非金屬材料提出了很高的要求，采用該模型能夠有效保證檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性與可靠性，節(jié)省大量的人力與物力，提高生產(chǎn)效率與資源利用率。這種模型不僅適用于非強(qiáng)制條件下晶體生長習(xí)性研究，還適用于異質(zhì)同構(gòu)的晶體形成機(jī)制。

結(jié)束語：

綜上所述，隨著科學(xué)技術(shù)與社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，對無機(jī)非金屬材料制備工藝提出了更高要求。文章從多個角度與層次就改進(jìn)的水熱法在無機(jī)非金屬材料制備中的應(yīng)用進(jìn)行分析，滿足無機(jī)非金屬材料要求。

參考文獻(xiàn)

[1]安紅娜；楊祖念；肖定全；余萍；劉志強(qiáng)；黃昕；；電化學(xué)法制備鉬酸鹽和鎢酸鹽薄膜的生長特性研究[A]；第六屆中國功能材料及其應(yīng)用學(xué)術(shù)會議論文集（10）[C]；2017年

[2]周忠誠；舒萬艮；阮建明；鄒儉鵬；李松林；；紫外線屏蔽劑納米氧化鋅的固相合成[A]；2018塑料助劑生產(chǎn)與應(yīng)用技術(shù)信息交流會論文集[C]；2018年

[3]李汶軍；施爾畏；殷之文；；離子晶體生長機(jī)理及其生長習(xí)性[A]；2018年材料科學(xué)與工程新進(jìn)展（下）——2018年中國材料研討會論文集[C]；2018年

作者簡介：鄭長虹（1996.6-），男，漢族，四川遂寧市人，四川輕化工大學(xué)在讀本科生。研究方向：無機(jī)非金屬材料工程。

（作者單位：四川輕化工大學(xué)）