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

徐明清

（金隅冀東水泥（唐山） 有限責(zé)任公司唐山分公司，河北 唐山 064000）

無(wú)機(jī)非金屬材料，就是以某些元素的物質(zhì)組成的材料，是三大材料之一，同時(shí)無(wú)機(jī)非金屬材料也有著很廣泛的應(yīng)用，比如水泥就是現(xiàn)代建筑主要的材料，還有玻璃以及日用的陶瓷等，無(wú)機(jī)非金屬材料與人們的生產(chǎn)和日常生活都是息息相關(guān)。而無(wú)機(jī)非金屬材料的制備重要方法就是水熱法，水熱法的應(yīng)用，可以提高其制備效率。

1 水熱法以及改進(jìn)的水熱法

1.1 水熱法

在十九世紀(jì)，科學(xué)家在對(duì)非金屬材料的研究中，提出了水熱法，這一方法也在非金屬材料制備中得到了廣泛的應(yīng)用。水熱法，就是在一個(gè)密閉的高壓的反應(yīng)容器中，把一些難以溶解的和一些不能溶解的物質(zhì)放在高溫環(huán)境下實(shí)現(xiàn)溶解，并且在溶解之后進(jìn)行重新結(jié)晶。因此其在非金屬材料制備中，可以減少結(jié)晶晶粒的缺陷。

一般水熱法的運(yùn)用，會(huì)使用高壓容器，比如高壓釜，裝置能夠承受高溫高壓，同時(shí)也具備較好的密封性和防爆功能。在無(wú)機(jī)非金屬材料制備中的運(yùn)用，對(duì)其具有重要意義。在其應(yīng)用中，有一個(gè)非常重要的問(wèn)題，就是溫度和壓力，溫度越高，結(jié)晶越快，如果填充度發(fā)生變化，晶體成長(zhǎng)的速度也會(huì)增加，壓力會(huì)隨著溫度的增加而增大，就容易出現(xiàn)缺陷。另外，水熱的實(shí)踐越長(zhǎng)，晶粒也就越完整越好，溶液的PH 值也會(huì)影響材料制備，一個(gè)良好標(biāo)準(zhǔn)的PH 值，才會(huì)保證其發(fā)生反應(yīng)。而且在制備中，加料的方式也是影響水熱法運(yùn)用的關(guān)鍵。

1.2 改進(jìn)的水熱法

因?yàn)樗疅岱ㄔ跓o(wú)機(jī)非金屬材料制備中的應(yīng)用，雖然提高了制備效率，但是因?yàn)橐恍┮蛩貢?huì)影響制備的質(zhì)量，無(wú)法發(fā)揮出水熱法的作用，所以就加強(qiáng)對(duì)水熱法的研究，對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)優(yōu)化。改進(jìn)優(yōu)化的水熱法也提高了運(yùn)用價(jià)值，加快反應(yīng)的速度，改變了傳統(tǒng)的加熱方式，比如采用微波加熱的方式進(jìn)行加熱， 以此來(lái)促進(jìn)反應(yīng)體系中分子的加熱狀態(tài)。改進(jìn)后的水熱法實(shí)現(xiàn)了共通性，也就是能夠把不同的水熱法共同進(jìn)行使用，擴(kuò)展應(yīng)用范圍，提高應(yīng)用效果。最后，改進(jìn)的水熱法，提高了晶體的生成速度，傳統(tǒng)的水熱法子在應(yīng)用的時(shí)候，是無(wú)法在常溫狀態(tài)下進(jìn)行液相反應(yīng)，提高了對(duì)能源的利用率?？偟膩?lái)講，對(duì)于改進(jìn)的水熱法，更能滿足無(wú)機(jī)非金屬材料制備要求，提高制備效率。

2 改進(jìn)的水熱法在無(wú)機(jī)非金屬材料中的應(yīng)用

2.1 溶膠-凝膠水熱法

此水熱法是在無(wú)機(jī)非金屬材料制備中，最先選擇的。溶膠是膠態(tài)顆粒在液相體系總行程的穩(wěn)定分散體系，凝膠是由液相介質(zhì)獲得的形狀穩(wěn)定的三維互聯(lián)的多孔固體網(wǎng)絡(luò)。對(duì)于在無(wú)機(jī)非金屬材料制備中最先選擇的方法，因?yàn)槠渚哂休^強(qiáng)的穩(wěn)定性以及安全性能，可以確保制備品的質(zhì)量，讓晶體的顆粒更加的完整無(wú)缺陷。

在具體的使用中，就要求最先制備出合格的溶膠和凝膠，保證制備過(guò)程中對(duì)溫度的控制，符合制備條件。然后在使用水熱法把最終產(chǎn)物生產(chǎn)出來(lái)。該方法的使用，提高了產(chǎn)物的效率和質(zhì)量。因此，溶膠-凝膠水熱法在無(wú)機(jī)非金屬材料制備中的應(yīng)用，其粉體更加的均勻，讓整個(gè)制備工藝更加的簡(jiǎn)單，降低了操作的難度。但是這一方法也是具有一定的缺陷，比如無(wú)法在大范圍使用，在制備反應(yīng)的過(guò)程中難以控制凝膠與水，一旦控制不好，導(dǎo)致凝膠與水發(fā)生接觸，就直接會(huì)影響水熱的處理效果。

2.2 微波水熱法在無(wú)機(jī)非金屬材料制備中的應(yīng)用

雖然溶膠-凝膠水熱法是最先考慮的水熱法，但是也因?yàn)樗嬖诘娜毕?，?dǎo)致不能滿足比任何條件的無(wú)機(jī)非金屬材料的制備，而微波水熱法就是除了溶膠-凝膠水熱法之外的一種常用的熱水法。微波水熱法，是利用微波作為加熱工具，實(shí)現(xiàn)分子水平上的攪拌。這一方法可以克服水熱容易加熱不均勻的缺點(diǎn)，在一定程度上縮短了反應(yīng)的時(shí)間，提高了工作效率，并且具有加熱均勻、加熱速度快和無(wú)溫度梯度、無(wú)滯后效應(yīng)等優(yōu)點(diǎn)。

微波水熱法在無(wú)機(jī)非金屬材料制備中的運(yùn)用，確保了材料的均勻加熱，不會(huì)產(chǎn)生溫度梯度的不良影響，有效的提高了生產(chǎn)效率。在應(yīng)用中，改變了傳統(tǒng)的加熱方式，熱量來(lái)源于電磁場(chǎng)中縣官介質(zhì)損耗而產(chǎn)生，提高了利用的效率，具有節(jié)能的作用。滿足現(xiàn)代無(wú)機(jī)非金屬材料制備對(duì)節(jié)能環(huán)保這一方方面的要求。另外，微波水熱法的應(yīng)用，不僅具有較強(qiáng)的實(shí)用性，還有效的解決了溶膠-凝膠水熱法的缺陷，能夠大范圍的應(yīng)用，操作簡(jiǎn)單。

2.3 水熱沉淀法的應(yīng)用

水熱沉淀法，是在密封的高壓容器中，以水位溶劑并且還作為高壓傳遞媒介，通過(guò)化學(xué)方式生成沉淀的方法。相比較上述的溶膠-凝膠水熱法、微波水熱法，水熱沉淀法操作更加的簡(jiǎn)單，不論是流程還是時(shí)間都得到了簡(jiǎn)化和縮短，在無(wú)機(jī)非金屬材料制備中，能夠快速的獲得成品。

3 結(jié)語(yǔ)

對(duì)于改進(jìn)的水熱法在無(wú)機(jī)非金屬材料制備中的運(yùn)用研究，文章先是分別分析了傳統(tǒng)的水熱法以及改進(jìn)的水熱法，然后就詳細(xì)的闡述了改進(jìn)的水熱法的應(yīng)用，主要提出了三種，分別是溶膠-凝膠水熱法、微波水熱法以及水熱沉淀法，其在無(wú)機(jī)非金屬材料制備中的運(yùn)用，提高制備效率和質(zhì)量，對(duì)于無(wú)機(jī)非金屬材料來(lái)講，是具有重要的意義。