溶胶凝胶法制备纳米氧化锌2讲解
纳米氧化锌的制备方法
纳米氧化锌的制备方法纳米氧化锌是一种具有广泛应用前景的纳米材料，在催化、光催化、光电子器件、生物医学和涂料等领域有着重要的应用价值。
本文将介绍几种常见的纳米氧化锌的制备方法，包括溶胶-凝胶法、热分解法、水热法和气相沉积法。
溶胶-凝胶法是一种常用的制备纳米氧化锌的方法。
其步骤如下：首先，将适量的锌盐溶解在溶剂中，例如乙醇、甲醇或水。
然后，加入适量的碱溶液用于调节pH值。
溶液中的锌离子和碱离子反应生成锌氢氧盐沉淀。
接下来，在适当的温度下，将沉淀进行热处理。
最后，通过分散剂和超声处理将沉淀分散成纳米颗粒。
该方法制备的纳米氧化锌具有粒径均匀、可控性强、纯度高等优点。
热分解法是一种制备纳米氧化锌的简单、经济的方法。
该方法以有机锌化合物或无机锌化合物为前驱体，通过热分解反应生成纳米氧化锌。
常见的有机锌化合物包括锌醋酸盐、锌乙酸盐等，无机锌化合物包括氯化锌、硝酸锌等。
首先，将前驱体在有机溶剂中溶解，然后通过热解、煅烧等方法将前驱体转化为氧化锌纳米颗粒。
该方法制备的纳米氧化锌具有晶体结构好、粒径可调节等优点。
水热法是一种常用的制备纳米氧化锌的方法。
其步骤如下：首先，将适量的锌盐和氢氧化物溶解在水中，形成混合溶液。
然后，将混合溶液加入到压力容器中，在一定的温度和压力下进行加热反应。
反应完成后，通过离心和洗涤的方式将沉淀分离，然后经过干燥处理得到纳米氧化锌。
该方法制备的纳米氧化锌具有粒径小、分散性好等优点。
气相沉积法是一种常用的制备纳米氧化锌的方法。
其步骤如下：首先，将适量的氧化锌前驱体溶解在有机溶剂中，形成溶液。
然后，将溶液填充到化学气相沉积设备中，并通过控制沉积温度、气体流量和时间等参数，使溶液中的前驱体在载气的作用下分解生成纳米氧化锌。
最后，通过对晶粒尺寸和形貌进行表征，得到纳米氧化锌的相关信息。
该方法制备的纳米氧化锌具有晶粒尺寸均匀、形貌可调节等优点。
综上所述，溶胶-凝胶法、热分解法、水热法和气相沉积法是几种常见的制备纳米氧化锌的方法。
纳米ZnO 的制备方法
纳米ZnO 的制备方法王少艳一、液相沉淀法1、化学试剂和仪器ZnCl2 (AR) ,NH4OH ,CH3 (CH2) 2CH2OH(AR) ,C2H5OH(AR) ,DBS-Na (CP) .搅拌器2、实验方法取ZnCl2 加入二次水加热80 ℃溶解配制成溶液,此溶液为A 液,再取等当量的111 倍NH4OH 加入少量C2H5OH 及DBS-Na ,配置成B 溶液. 在大烧杯内,在搅拌条件下让A 溶液和B 溶液混合,适当控制反应时间,生成白色沉淀,测定pH = 7. 沉淀物经洗涤、过滤后,进行CH3 (CH2) 2CH2OH 共沸蒸馏、烘干,在550 ℃下煅烧2 h 。
二、溶胶凝胶法1、试剂与仪器草酸为化学纯;氧化锌为基准试剂;无水乙醇、柠檬酸、乙酸锌、乙醇、丙酮、柠檬酸三铵均为分析纯。
9422 型定时恒温磁力搅拌器; ZK282A 型真空干燥器;SX224210 型箱形电阻炉;2、实验方法1）乙酸锌+ 柠檬酸系列乙酸锌水溶液滴加柠檬酸无水乙醇溶液,成白色溶胶;磁力搅拌,成白色凝胶;加热到70～80 ℃,溶剂蒸发,得白色干凝胶;烘箱中干燥20 h 左右,得白色干胶;研磨,得白色粉末;600 ℃热处理2 h ,体积明显减小,得微灰粉末。
2）乙酸锌+ 柠檬酸三铵系列柠檬酸三铵固体在搅拌下加入乙酸锌水溶液中,70～80 ℃水浴保温5min ,成透明溶液;滴加无水乙醇,搅拌,保温10min ,成白色溶胶状;滴加硝酸,搅拌,成微黄溶液,70～80 ℃水浴保温4 h ,成黄色凝胶;烘箱中干燥20h 左右,得黄色干胶;热处理2 h ,得蓬松微灰粉末。
三、均匀沉淀法1、反应机理本实验以尿素为沉淀剂,与锌的含氧酸盐反应。
反应过程如下。
1）尿素的水解反应:CO(NH2)2+ 3H23·H2O + CO2↑2）OH-的生成:NH3·H2O = NH4+ + OH-3）CO32 -的生成:2NH3·H2O + CO2= 2NH4+ + CO32 -4）形成中间产物碱式碳酸锌:3Zn2 + + CO32 - + 4OH- + H2O = ZnCO3·2Zn(OH)2·H2O ↓5）煅烧得产物ZnO :ZnCO3·2Zn(OH)2·H2O = 3ZnO + 3H2O ↑+ CO2↑2 实验部分1）主要试剂和仪器中国产高压反应釜;日本产Rigaku D/ max - Ⅲ型X射线衍射仪,Cu 靶,λ= 0. 15418 nm。
ZnO纳米材料的合成与应用研究
ZnO纳米材料的合成与应用研究概述：ZnO纳米材料作为一种具有广泛应用前景的半导体材料，其合成与应用研究一直备受关注。
本文旨在探讨ZnO纳米材料的合成方法以及其在各个领域的应用，从而深入了解其在科学研究和工业应用中的潜力。
一、ZnO纳米材料的合成方法1. 水热法合成水热法是一种常用的制备ZnO纳米材料的方法。
它通过调节反应条件和反应时间，可以获得具有不同形貌和尺寸的ZnO纳米颗粒。
水热法合成ZnO纳米材料具有简单、低成本、可扩展性强等优点，因此受到了广泛关注。
2. 溶胶-凝胶法合成溶胶-凝胶法是一种通过溶胶中的化学反应和胶体形成过程制备纳米材料的方法。
在ZnO纳米材料的合成中，可以通过溶胶-凝胶法控制反应条件，如温度、浓度和PH值等，以实现获得具有不同形貌和尺寸的纳米颗粒。
3. 气相法合成气相法是制备ZnO纳米材料的一种常用方法。
它通过将金属有机化合物或金属化合物加热到高温，然后通过氧化反应生成ZnO纳米颗粒。
气相法合成的ZnO纳米材料具有高纯度、高晶度和尺寸可控性好等特点。
二、ZnO纳米材料在光电子领域的应用1. 光催化应用ZnO纳米材料具有优异的光催化性能，可以利用其吸收紫外光的特性来分解有害有机物和杀灭细菌。
因此，ZnO纳米材料被广泛应用于光催化净化空气、水处理和消毒等领域。
2. 光电器件应用由于ZnO纳米材料的特殊电学性质和优异的光电性能，它在光电器件领域具有广泛应用潜力。
例如，ZnO纳米材料可以用于制备光电传感器、光电调制器、太阳能电池等。
三、ZnO纳米材料在生物医学领域的应用1. 抗菌材料ZnO纳米材料具有较高的抗菌性能，可以通过抑制细菌的生长来达到消毒和杀菌的目的。
因此，在生物医学领域，ZnO纳米材料被广泛应用于医疗设备、外科用品和医疗纺织品等。
2. 肿瘤治疗由于ZnO纳米材料的优异光学性质，在肿瘤治疗中可以利用其光热效应。
将ZnO纳米材料注入肿瘤组织，并利用红外激光的吸收来使其产生局部高温，从而实现对肿瘤的治疗。
纳米氧化锌制备原理与技术
纳米氧化锌制备原理与技术纳米氧化锌是一种重要的纳米功能材料，具有广泛的应用前景，例如在光电子器件、催化剂、生物医学和能源存储等领域。
其制备方法有溶胶-凝胶法、水热法、热分解法、沉淀法和气相沉积法等。
其中，溶胶-凝胶法是一种常用的制备纳米氧化锌的方法，其原理是将适当的氧化锌前体物加入溶液中，通过溶胶的形成和后续的凝胶过程来制备氧化锌纳米颗粒。
具体步骤如下：1. 选择适当的氧化锌前体物，常见的有锌醋酸盐、硝酸锌和氯化锌等。
这些前体物可以在溶液中迅速溶解，形成锌离子。
2. 在溶胶形成过程中，通过控制溶液的pH值、温度和浓度等条件，促进锌离子自聚集和有序排列形成纳米颗粒。
同时，可以加入表面活性剂来调节纳米颗粒的尺寸和形貌。
3. 溶胶形成后，将其转化为凝胶。
通常通过调节温度、保持时间和加入适量的凝胶剂来实现凝胶过程。
凝胶的形成可以使纳米颗粒稳定固定在一定的位置。
4. 最后，通过干燥、煅烧等处理来得到纳米氧化锌。
将凝胶样品进行高温处理，可以使氧化锌纳米颗粒进一步固化和晶化，得到所需的纳米氧化锌粉末。
与溶胶-凝胶法不同，水热法是一种利用高温、高压条件下水溶液反应来制备纳米氧化锌的方法。
其原理是在水溶液中加入适量的氧化锌前体物，并在高温高压条件下进行反应。
具体步骤如下：1. 在适当的溶剂中溶解氧化锌前体物，如硝酸锌。
2. 将溶解好的前体物加入压力容器中，加入一定量的表面活性剂和模板剂，并控制好溶液的pH值和温度。
3. 将压力容器密封，并放入高温高压反应釜中进行水热反应。
在高温高压的条件下，溶液中的氧化锌前体物会发生晶化反应，并形成纳米颗粒。
同时，表面活性剂和模板剂的作用下，纳米颗粒的尺寸和形貌可以得到控制。
4. 反应结束后，将压力容器取出，并进行冷却、过滤和干燥等处理。
最终可以得到纳米氧化锌的粉末产品。
总的来说，纳米氧化锌的制备原理主要通过控制氧化锌前体物的溶解和晶化反应，以及后续的固化和晶化过程来实现。
不同的制备方法有其各自的优点和适用范围，可以根据实际需求选择合适的方法来获得所需的纳米氧化锌产品。
溶胶_凝胶法制备微纳米级LiCoO_2的研究
溶胶－凝胶法制备微纳米级ＬｉＣｏＯ２的研究＊张 静，李广芬（天津工业大学材料科学与工程学院，天津３００１６０）摘 要 采用溶胶－凝胶法，以ＬｉＮＯ３，Ｃｏ（ＮＯ３）２和ＰＡＡ为主要原料，研究制备ＬｉＣｏＯ２薄膜过程中不同实验条件对晶体形成过程及形貌的影响。
经偏光显微镜、扫描电镜、原子力显微镜对所形成的薄膜表面进行分析发现聚丙烯酸的含量、Ｌｉ＋离子和Ｃｏ２＋离子的总浓度和配比、烧焙温度及升温速度等均会对薄膜中的成分、纳米化的晶体的形成及表面形貌有着较大的影响。
实验表明，最佳烧结温度在６００℃左右时有利于ＬｉＣｏＯ２晶体的形成。
关键词： ＬｉＣｏＯ２；锂离子电池；溶胶－凝胶法；薄膜中图分类号： ＴＫ０１；ＴＭ９１１文献标识码：Ａ文章编号：１００１－９７３１（２０１０）增刊３－０４１６－０４１ 引 言在锂离子电池发展过程中，无定型或晶型的插层化合物如锂钴氧化物（ＬｉＣｏＯ２）、锂锰氧化物（ＬｉＭｎ２Ｏ４）、锂镍氧化物（ＬｉＮｉＯ２）、锂钒氧化物（ＬｉＶ２Ｏ５）等由于优越的电化学性能及充放电性能一直是国内外研究及开发的热点。
ＬｉＣｏＯ２与ＬｉＭｎ２Ｏ４相比具有较高的能量密度及循环稳定性，而与ＬｉＮｉＯ２比较则具有较好的热稳定性。
然而ＬｉＣｏＯ２的实际比容量仅为其理论容量的５０％左右，在较高充电电压下比容量迅速降低，其电化学性能有待于进一步提高。
正极材料的纳米化可有效地改善锂离子电池的电化学性能，尤其是快速充放电性能。
其原因在于纳米正极材料的尺寸小，Ｌｉ＋嵌脱路径短，能更好地释放嵌脱的锂，加速Ｌｉ＋的扩散，提高快速充放电能力。
而较小的晶体颗粒具有较大的比表面积，有利于与电解液的接触，以提供更多的Ｌｉ＋嵌脱位置。
研究表明材料结晶性能越好，其电化学性能也越好。
不同的结晶形态对电化学性能有不同的影响。
而结晶形态的形成很大程度上取决于反应中的焙烧温度［１－３］。
合成温度较低时有利于形成立方尖晶石晶型ＬＴ－ＬｉＣｏＯ２。
溶胶凝胶法制备纳米氧化锌新工艺
如需进一步优化制备过程中的关键参数，提高产物的质量；还需要研究和开 发更高效、环保的溶剂体系；同时需要深入研究纳米材料的结构与其性能的关系， 以便实现对纳米材料性能的精确调控。
五、总结
溶胶凝胶法作为一种温和、环保的制备技术，在制备纳米氧化锌过程中展现 出显著的优势。通过对制备过程的精细控制，不仅可以获得高纯度、粒径小且分 布窄的纳米氧化锌，还可以实现大规模生产。这为纳米氧化锌在太阳能电池、光 催化等领域的广泛应用提供了可能。尽管溶胶凝胶法制备纳米氧化锌仍面临一些 挑战，但随着技术的不断进步和研究的深入开展，我们有理由相信这一新工艺将 在未来的材料科学领域中发挥更大的作用。
溶胶凝胶法制备纳米氧化锌新工艺
目录
01 一、溶胶凝胶法的基 本原理
02
二、纳米氧化锌的制 备过程
03 三、溶胶凝胶法制备 纳米氧化锌的优势
04 四、应用前景与挑战
05 五、总结
06 参考内容
溶胶凝胶法是一种广泛应用于材料科学和化学领域的制备技术，其具有制备 过程相对温和、产品纯度高、粒径小且分布窄等优点。近年来，采用溶胶凝胶法 制备纳米氧化锌作为一种高效、环保的新工艺，受到了科研人员和产业界的广泛。
2、调节剂的种类和加入量：调节剂可以调节溶液的pH值、粘度等性质，从 而影响纳米氧化锌的形貌和尺寸。例如，加入适量的氢氧化钠可以调节溶液的pH 值，促进氢氧化锌的形成；而加入适量的氨水则可以抑制氢氧化锌的生长，获得 更细小的纳米氧化锌。
3、热处理过程：热处理过程是溶胶凝胶法制备纳米氧化锌的重要环节之一。 通过控制热处理温度和时间，可以进一步调整纳米氧化锌的结构和性能。例如， 高温热处理可以促进纳米氧化锌的晶格发育，提高其结晶度；而低温热处理则可 以抑制晶格发育，获得具有非晶结构的纳米氧化锌。
ZnO纳米半导体材料制备
ZnO纳米半导体材料制备ZnO纳米半导体材料是一种应用广泛的纳米材料，具有较高的光学、电学性能，被广泛应用于光电器件、光化学传感器等领域。
本文将主要介绍ZnO纳米半导体材料制备的方法和工艺流程。
1. 溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法是制备ZnO纳米半导体材料的一种有效方法。
大体上，溶胶-凝胶法是将一定比例的Zn(NO3)2·6H2O和NaOH在水中溶解，形成氢氧化锌胶体，通过高温固化和煅烧制备出ZnO纳米半导体材料。
其中，胶化处理的条件包括温度、pH值、浓度等因素，对于制备ZnO纳米半导体材料的影响较大。
在实际操作中，也可以通过添加其他成分，如葡聚糖等，对胶体进行修饰，可以得到不同形态、大小和分散状态的ZnO纳米半导体材料。
2. 气相沉积法气相沉积法是制备ZnO纳米半导体材料的一种常用方法。
基本的制备过程是，在预制的基底上，通过真空或气氛等环境下，使大气中的气体通过热源或光源的激发，分解并反应生成ZnO纳米半导体材料。
在实际操作中也可以通过在反应中加入其他气体或化学试剂等进行反应，如NH3、H2O等，可对所得纳米半导体的性质进行改变。
3. 热分解法热分解法是通过热分解物质，在目标物质的表面附着形成纳米半导体材料的制备方法。
在ZnO纳米半导体材料的制备中，可以采用类似的方法，先将ZnO前体溶于某种有机溶液中，然后在一定温度下加热，使前体产生分解反应，沉积在基底上的ZnO形成纳米半导体材料。
不同于其他制备道德方法，热分解法所得纳米材料较好地维持了前体分子的结构，因而具有较好的晶型、晶粒尺寸和形貌等方面的性质。
总之，ZnO纳米半导体材料具有良好的物理性能和应用前景，其规模化制备对纳米材料的推广应用十分重要。
不同的制备方法也可以根据材料特点和应用领域的不同来选择。
溶胶-凝胶法制备纳米氧化锌
溶胶-凝胶法制备纳米氧化锌摘要：纳米氧化锌是一种新型高功能精细无机材料，在光电器件、化工、医药等众多方面有着广泛的应用。
本文结合国内有关溶胶-凝胶法制备纳米氧化锌方面的研究论文，设计了一种以醋酸锌为前驱物，草酸为络合剂，柠檬酸三铵为表面改性剂，无水乙醇、去离子水为溶剂，用溶胶--凝胶法制备纳米氧化锌的最优工艺过程，介绍、分析了溶胶--凝胶法制备纳米氧化锌的原理、工艺以及影响氧化锌粉体粒度、形貌及分散性的因素。
关键词：溶胶-凝胶法纳米氧化锌工艺影响因素1 引言氧化锌，俗称锌白，分子式为ZnO。
纳米氧化锌为白色或微黄色晶体粉末，属六方晶系纤锌矿结构，晶格常数为a=3.24×10-10m，c=5.19×10-10m，为两性氧化物，密度为5.68g/cm3，熔点为1975℃，溶于酸和碱金属氢氧化物、氨水、碳酸铵和氧化铵溶液，难溶于水和乙醇，无味，无毒，无臭，在空气中易吸收二氧化碳和水。
纳米氧化锌是一种新型高功能精细无机粉料，其粒子尺寸在1～100nm之间。
由于颗粒尺寸细微化，纳米氧化锌能产生其本体块状材料所不具有的表面效应、体积效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应等，在磁、光、电、敏感等方面具有一些特殊性能。
纳米氧化锌主要应用在橡胶、油漆、涂料、印染、玻璃、医药、化妆品和电子等工业，作为抗菌添加剂、防晒剂、光催化剂、气体传感器、图像记录材料、吸波材料、导电材料、压电材料、橡胶添加剂等[1]。
目前，纳米氧化锌的制备方法有很多，如沉淀法、微乳液法、溶胶- 凝胶法等，而溶胶--凝胶法因其制备均匀度高、纯度高及反应温度低、易于控制等优点，吸引了诸多的关注。
2 设计原理和反应原理1.设计原理：溶胶--凝胶法制备纳米氧化锌。
溶胶--凝胶法是将金属有机或无机化合物经过溶液水解、溶胶、凝胶而固化，再经热处理而形成氧化物或其他化合物粉体的方法，其过程是：用液体化学试剂或溶胶为反应物，在液相中均匀混合并进行反应，生成稳定且无沉淀的溶胶体系。
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• 纳米氧化锌 还可用来制 造远红外线 反射纤维的 材料，俗称 远红外陶瓷 粉
纳 米 氧 化 锌 的 性 能 及 应 用
3 溶胶凝胶法制备纳米氧化锌
溶胶凝胶法
溶胶凝胶法制备纳米微粒，是指金属有机或无机化合物经过 溶液、溶胶、凝胶等过程而固化，再经过热处理而得到氧化物 或其他化合物纳米微粒的方法。
其优势在于高的原材料纯度和低的工艺温度。
溶胶凝胶法制备纳米材料分为三个阶段：
溶胶的制备
溶胶凝胶转化 凝胶陈化、干燥
( 一）溶胶的制备
单体（前驱体）经水解、缩合而沉淀出来，控制沉淀过程或加解 凝过程，可得到溶胶体系中胶核大小范围的沉淀颗粒，制得溶胶。
（二）溶胶凝胶转化
凝胶是一种弹性固体，它的体积等于装有凝胶的容器的体积。 溶胶凝胶转化是一种快速固化技术（凝胶成型），转化方法有化 学法和物理法。期间的具体过程包括溶胶粒子的聚集生长；长大 的粒子（次生粒子）相互连接成链，进而在整个液体介质中扩散 形成三维网络结构，制得凝胶。
，
2019/6/1
六棱柱结构的纳米ZnO
扫描电子显微镜（SEM）可以对纳米氧化锌进行形貌 扫描，并可探测粒径的大小。
2019/6/1
2 纳米氧化锌的性质及主要用途
GaN 蓝光二极管
ZnO
半导体
比GaN激发阈值低、 高温工作、蓝光发 射具有更短的波长
纳米氧化锌的性质及应用
纳米Zno的粒子尺寸介于1一100nln,具有小尺寸效应、表面效应、 宏观量子隧道效应、久保效应等许多宏观颗粒所不具备的奇特性 质。 与普通ZnO比较表现出许多特殊性能抗菌、防霉、除臭、护肤美 容、光催化、光致发光、导电、增强、屏蔽光线、吸波、节能等。 可用作抗菌剂、紫外线屏蔽剂、光催化剂、传感器、增强剂、导 电材料、压电材料、信息存储材料、隐身材料、节能材料等。
2、聚乙二醇：改性剂。防止Zn(OH)2团聚
3、第二次加氨水: 胶溶剂。 NH3 .H2O 可以与Zn2 +发生络合反应
:
Zn2 + + nNH3 .H2O → [ Zn(NH3 )n ] 2 +(n≤4)
产生的络合物缓慢放出Zn2 +, 从而得到无色透明的Zn(OH)2 溶胶。 (胶溶剂的加入应不影响产物品质, 因此加入NH3 H2O 的量能使 Zn(OH)2 沉淀全部消失即可。
2019/6/1
国防工业
• 很强的吸收 红外线的能 力，吸收率 和热容的比 值大、能有 效的吸收雷 达波
• 可应用于红 外线检测器 和红外线传 感器、新型 的吸波隐身 材料
纺织工业
• 具有良好的 紫外线屏蔽 性和优越的 抗菌、抑菌 性能
• 添加入织物 中，能赋予 织物以防晒、 抗菌、除臭 等功能涂料及其Βιβλιοθήκη 他领域（三）凝胶陈化、干燥
使溶剂蒸发，得到3固相的超微粉料。进一步烧结而得到固 体产品。
纳米氧化锌的制备(以醋酸锌为原料）
加入足量聚乙二醇
醋酸锌溶液
混合溶液
加入足量氨水
+
Zn(OH)2 溶胶
适量氨水
搅拌并加热I Zn(OH)2沉淀
C2H4OH
真空下干燥 Zn(OH)2凝胶
煅烧
纳米ZnO粉末
1、第一次加入氨水：提供OH-，促进醋酸锌水解生成Zn(OH)2沉 淀
溶胶凝胶法制备 纳米氧化锌
组员：曾利、曹雪、李想、邓志轩、蒋维
1 概述 2性质及用途 3.制备方法 4.发展前景及存在问题
1、概述
纳米ZnO 是近年来发现的一种性能较佳的新材料，是极 少数几种可以实现量子尺寸效应的氧化物半导体材料。。
纳米氧化锌作为一种功能材料与普通氧化锌相比,由于纳 米材料所特有的表面效应、小尺寸效应、量子效应和宏 观量子隧道效应等,使得纳米氧化锌在光、电、磁、化学、 生物学等方面具有一系列新的特殊性能。
现在的问题主要还是如何克服纳米氧化锌的表面处理的问题，相信国 内在不久的将来一定会有所突破。
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4 溶胶凝胶法制备纳米氧化锌的发展前景：
纳米氧化锌是近年来开发的一种新型无机功能材料, 其粒 子尺寸在1 ～ 100 nm 。在磁、光、电敏感等方面, 具有普 通氧化锌所无法比拟的特殊性能, 因此具有广泛的用途。而 溶胶-凝胶法因其制备均匀度高、纯度高及反应温度低、易于 控制等优点, 吸引了诸多的关注。