水热法制备纳米材料
实验名称：水热法制备纳米TiO2
水热法属于液相反应的范畴，是指在特定的密闭反应器中采用水溶液作为反应体系，通过对反应体系加热、加压而进行无机合成与材料处理的一种有效方法。在水热条件下可以使反应得以实现。在水热反应中，水既可以作为一种化学组分起反应并参与反应，又可以是溶剂和膨化促进剂，同时又是一种压力传递介质，通过加速渗透反应和控制其过程的物理化学因素，实现无机化合物的形成和改进。
水热法在合成无机纳米功能材料方面具有如下优势：明显降低反应温度（100-240℃）；能够以单一步骤完成产物的形成与晶化，流程简单；能够控制产物配比；制备单一相材料；成本相对较低；容易得到取向好、完美的晶体；在生长的晶体中，能均匀地掺杂；可调节晶体生成的环境气氛。
一．实验目的
1.了解水热法的基本概念及特点。
2.掌握高温高压下水热法合成纳米材料的方法和操作的注意事项。
3.熟悉XRD操作及纳米材料表征。
4.通过实验方案设计，提高分析问题和解决问题的能力。
二．实验原理
水热法的原理是：水热法制备粉体的化学反应过程是在流体参与的高压容器中进行，高温时，密封容器中有一定填充度的溶媒膨胀，充满整个容器，从而产生很高的压力。为使反应较快和较充分的进行，通常还需要在高压釜中加入各种矿化物。
水热法一般以氧化物或氢氧化物（新配置的凝胶）作为前驱物，他们在加热过程中溶解度随温度的升高而增加，最终导致溶液过饱和并逐步形成更稳定的氧化物新相。反应过程的驱动力是最后可溶的的前驱物或中间产物与稳定氧化物之间的溶解度差。
三．实验器材
实验仪器：10ml量筒；胶头滴管；50ml烧杯；高压反应釜；烘箱；恒温磁力搅拌器。
实验试剂：无水TiCl4；蒸馏水；无水乙醇。
四．实验过程
1.取10mL量筒, 50mL的烧杯洗净并彻底干燥。
2.取适量冰块放入烧杯中，并加入一定的蒸馏水形成20mL的冰水混合物，用恒温磁力搅拌器搅拌，速度适中。
3.用量筒量取2mL的无水TiCl4，缓慢滴加到冰水混合物中。
4.继续搅拌10min,即可得到TiO2的乳浊液。
5.将制得的乳浊液放入到高压反应釜内，在120℃的控温烘箱中反应5h后取出。
6.取出样品自然冷却后，用蒸馏水洗涤3次，无水乙醇洗涤1次，抽滤，干燥后称重M2。
7.将干燥的样品进行XRD衍射，得出衍射图。
五．数据记录与处理
1.产率计算：
理论产量M1=1.4567g
实际产量M2=0.3773g
则TiO2的产率=实际产量÷理论产量
即：P%=0.3773÷1.4567=25.90%
2.将实验得到的样品进行XRD衍射，得出衍射图如下：
TiO2 XRD衍射图
横坐标表示角度，纵坐标表示峰强度。
六．思考题
1．什么是水热法？
水热法又称热液法,属液相化学法的范畴。是指在密封的压力容器中,以水为溶剂,在高温高压的条件下进行的化学反应。水热反应依据反应类型的不同可分为水热氧化、水热还原、水热沉淀、水热合成、水热水解、水热结晶等。其中水热结晶用得最多。
原理: 水热结晶主要是溶解———再结晶机理。利用高温高压的水溶液使那些在大气条件下不溶或难溶的的物质溶解，或反应生成该物质的溶解产物，通过控制高压釜内溶液的温差使产生对流以形成过饱和状态而析出生长晶体的方法。
2.水热法的特点是什么？
1）合成的晶体具有晶面，热应力较小，内部缺陷少；
2）密闭的容器中进行，无法观察生长过程，不直观；
3）设备要求高（耐高温高压的钢材，耐腐蚀的内衬）、技术难度大（温压控制严格）、成本高；
4）安全性能差。
3．水热法生产的特点是什么？
水热法生产的特点是粒子纯度高、分散性好、晶形好且可控制，生产成本低。用水热法制备的粉体一般无需烧结,这就可以避免在烧结过程中晶粒会长大而且杂质容易混入等缺点。
4.影响水热合成的因素有哪些？
温度的高低、升温速度、搅拌速度以及反应时间等。
七．实验心得
本次实验最大的体会是不一定要全部统一做一个实验，如果觉得自己的实验方案切实可行，可以进行适当的尝试。
实验时需要了解试剂样品、实验仪器的使用说明，比如TiCl4，它在移取过程中容易接触空气中的水分形成酸雾，这就要求在通风厨内操作，并且使用来移取的量筒和胶头滴管必须干燥。将其加到冰水混合物过程中需要慢慢加入。又比如XRD，因为它的测试成本高，所以尽量排好队一起测量，省得耗费器材。测试时，因为它有很强的辐射，这个时候了解它辐射区范围，找个相对安全的位置也很重要。以后实验操作一定要深刻了解试剂、仪器的使用规范，为安全、成功的实验打基础。
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学术周报告--水热法制备纳米氧化铁材料
水热法制备纳米氧化铁材料 摘要：水热水解法制备纳米氧化铁材料，是通过控制一定的温度和酸碱度，使一定浓度的金属铁的水解，生成氧化铁。条件适当可以得到颗粒均匀的多晶态溶胶，其颗粒尺寸在纳米级，对提高气敏材料的灵敏度和稳定性有利。 关键字：水热水解法纳米材料氧化铁制备影响因素 水解反应是中和反应的逆反应，是一个吸热反应。水热法【1】又称为热液法, 是指在特制的密闭反应器(高压釜)中, 采用水溶液作为反应体系, 通过对反应体系加热, 产生一个高温高压的环境, 加速离子反应和促进水解反应, 在水溶液或蒸气流体中制备氧化物, 再经过分离和热处理得到氧化物纳米粒子, 可使一些在常温常压下反应速率很慢的热力学反应在水热条件下实现反应快速化。 纳米材料【2】是指晶粒和晶界等显微结构能够达到纳米级尺度水平的材料，是材料科学的一个重要发展方向。纳米材料由于粒径较小，比表面很大，表面原子数会超过体原子数。因此纳米材料常表现出与本体材料不同的性质，在保持原有物质化学性质的基础上，呈现出热力学上的不稳定性。纳米材料在发光材料、生物材料方面也有重要的应用。 纳米氧化铁是一种多功能材料，在催化、磁介质、医药等方面具有广泛的应用。纳米氧化铁还被广泛应用到生产生活中，被用作颜料和涂料、装饰材料、油墨材料、磁性材料和磁记录材料、
敏感材料等。 实验仪器和试剂 仪器：台式烘箱，721或722型分光光度计，医用高速离心机或800型离心沉淀器，酸度计，多用滴管，20mL具塞锥形瓶，50mL容量瓶，离心试管，5mL吸量器。 试剂：1.0mol/LFeCl3溶液，1.0mol/L盐酸，1.0mol/LEDTA 溶液，1.0mol/L(NH4)2SO4溶液。 实验步骤 1.实验中的玻璃仪器均需严格清洗，先用铬酸洗液洗，再用离子水冲洗干净，然后烘干备用。 2.根据文献及实验时间，本实验选定水解温度为105摄氏度，有兴趣的同学可用95摄氏度，80摄氏度对照。 3.水解时间的影响，需读取6次，绘制A-t图。 4.水解液pH的影响，改变水解液的浓度，分别为1.0,1.5,2.0,2.5,3.0；用分光光度计观察水解pH的影响，绘制pH-t 图。 5.水解液中的三家铁离子浓度的影响，绘制A-t图。 6.沉淀的分解，取上述水解液一份，迅速用冷水冷却，分为二分，一份用高速离心机离心分离，一份加入硫酸铵使溶胶沉淀后用普通离心机离心分离。沉淀用去离子水洗至··无氯离子为止。 7.产品鉴定。
水热法制备纳米二硫化钼材料
水热法制备纳米二硫化钼材料 纳米二硫化钼材料是一种重要的过渡金属硫化物，具有优良的物理、化学性质和机械性能。近年来，随着纳米技术的发展，纳米二硫化钼材料在诸多领域展现出广阔的应用前景，如催化剂、光电材料、能源存储和转化等。水热法作为一种有效的制备纳米材料的方法，具有操作简单、产物纯度高、结晶性好等优点。本文将介绍水热法制备纳米二硫化钼材料的方法和相关性质。 需要准备好适量的钼源（如三氧化钼）和硫源（如硫粉）。根据所需的产物比例，称取适量的钼源和硫源备用。 将称取好的钼源和硫源放入高压反应釜中，加入适量的去离子水，并搅拌均匀。然后，将反应釜密封，放入烘箱中加热至设定的温度（如200℃），保持一定时间（如12小时）。 反应结束后，待反应釜自然冷却至室温，将产物取出。采用离心分离法将产物分离出来，并用去离子水洗涤数次，最后将产物干燥。 通过X射线衍射、扫描电子显微镜和透射电子显微镜等手段对制备的纳米二硫化钼材料进行表征，结果显示产物具有良好的结晶性和形态稳定性。纳米二硫化钼材料还表现出优异的物理、化学性质和机械性
能，如在高温、高压力环境下仍保持较高的稳定性，因此在催化剂、光电材料、能源存储和转化等领域具有广泛的应用前景。 本文通过水热法制备了纳米二硫化钼材料，并对其相关性质进行了研究。实验结果表明，水热法能够简单有效地制备出高质量的纳米二硫化钼材料，且产物具有良好的结晶性和形态稳定性。纳米二硫化钼材料在高温、高压力环境下表现出优异的稳定性和应用前景。这些结果为纳米材料和相关领域的科研工作者提供了新的思路和手段，具有一定的参考价值。 纳米二氧化钛是一种重要的无机纳米材料，具有优异的物理、化学和光学性能，在光催化、太阳能电池、光电子器件、生物医学等领域具有广泛的应用前景。水热法是一种常用的制备纳米材料的物理化学方法，可以在高温高压条件下促进反应的进行，制备出具有特定形貌和性能的纳米材料。本文将综述水热法制备纳米二氧化钛的研究进展，以期为相关领域的研究提供参考和借鉴。 纳米二氧化钛的制备方法主要包括物理法、化学法和生物法等。水热法属于化学法的一种，具有制备过程简单、产物纯度高、形貌可控等优点。水热法制备纳米二氧化钛的研究始于20世纪90年代，经过多年的研究和发展，已经取得了显著的进展。但是，仍然存在一些问题，
水热合成法在制备纳米材料中的应用
水热合成法在纳米材料制备中的研究进展和应用 化学1401班1412010121 周钰坤 （沈阳化工大学应用化学学院，辽宁沈阳110142） 摘要：纳米材料的制备是近年来的研究热点之一。其中水热合成法制备纳米颗粒的方法由于其独特的优良性能被广泛应用。本文综述了水热合成的分类，特点，装置，应用研究现状与进展，分析了水热合成法存在的问题和发展方向。 关键词：水热合成纳米材料溶剂热合成 Research Progress and Application of Hydrothermal Synthesis for Preparing Nanomaterial Yukun Zhou (School of Applied Chemistry ,Shenyang University of Chemical and Technology, Shenyang， 100142 Liaoning) Abstract：Preparation of nanomaterial is one of the hottest research in recent years. Hydrothermal synthesis is widely used to prepare nanomaterial due to its unique and excellent performance. The catalogue ,characteristic and its research and development were widely reviewed based on a large number of documents .The problem existing in its using and the development directions were also analysed in this paper . Key words : hydrothermal synthesis nanomaterial solvothermal synthesis 纳米材料狭义上指的是至少有一维在1-100纳米范围内的材料，广义上讲，纳米材料是指具有纳米小尺寸效应的材料。由于纳米材料有常规材料不具备的特性，制备成为近几十年来的研究热点。水热法收到了很多学者的青睐。 水热法是指将反应物放置在高压反应釜中，用水作溶剂，对反应物进行高温加热和加压，使得在正常情况下难溶或者不溶于水的物质溶解并参与反应的方法。 1、水热法的分类 按照设备分类分为：“普通水热法”和“特殊水热法”。特殊水热法是指在“普通水热法”的基础上，加上外加力场，如微波场，电场和磁场等等。 按照温度分类，分为低温水热法和超临界水热法。低温水热法温度范围在100-250℃之间。超临界水热法指的是在水的临界点（374℃，22.1MPa）下进行反应。 2、水热法的特点 在高温高压下，水的物理化学性质发生改变，比如，粘度下降，溶解度增强等等。这都可以促进反应物分解和加速离子反应，可以用来制备微晶和单组分和多组分特殊化合物粉末，克服某些高温制备不可克服的晶型转变，分解和会发的困难[1]。 水热法的优点： ①设备简单便宜，主要运用高压反应釜，容易操作，能耗低； ②水热条件下，水的粘度下降，使得传质阻力减小，扩散速率增大，反应活性提高； ③原料易得，产率较高，物相均匀，纯度高，特别适用于合成特殊结构和晶形完美的材料。
微波水热法制备纳米二氧化钛
微波水热法制备纳米二氧化钛 1．微波加热特性及作用机理 微波加热是物质在电磁场中由介质损耗引起的体积加热，在高频变换的微波能量场作用下，分子运动由原来杂乱无章的状态变成有序的高频振动，从而使分子动能转变成热能，其能量通过空间或媒介以电磁波的形式传递，可实现分子水平上的搅拌，到达均匀加热，因此微波加热又称为无温度梯度的“体加热〞。在一定微波场中，物质吸收微波的能力与其介电性能和电磁特性有关。对于介电常数较大、有强介电损失能力的极性分子，与微波有较强的藕合作用，可将微波辐射转化为热量分散于物质中，因此在一样微波条件下，不同的介质组成表现出不同的温度效应，该特征可适用于对混合物料中的各组分进展选择性加热。 微波加热有致热与非致热两种效应。微波是频率介于300MHz- 300GHz之间的超高频振荡电磁波，其相应波长100cm-lnm，能够整体穿透有机物碳键构造，使能量迅速传达至反响物的各个功能团上。由于极性分子内电荷分布不平衡，可通过分子偶极作用在微波场中迅速吸收电磁能量，以每秒数十亿次高速旋转产生热效应，这就是微波的“致热效应〞。一些学者认为，微波辐射除了存在“致热效应〞外，还存在着直接作用于反响分子而引起的特殊的“非致热效应’，由于微波频率与分子转动频率相近，微波被极性分子吸收时，可与分子平动能发生自由交换，降低反响活化能，加快合成速度、提高平衡转化率、减少副产物、改变立体选择性等效应，从而促进了反响进程，即所谓的“特殊效应〞或“非致热效应〞。 针对制备TiO2纳米材料，从晶体形成的动力学机理可知，形成纳米尺寸晶粒的条件首先必须满足晶体的成核速度大于晶体的生长速度。微波辐射在纳米晶体形成过程中所起的作用为:当辐射波照射到被加热的物体时，引起C-C, C-H以及O-H键的振动，物体由内部产生热量，因而有极快的加热速度和极小的热惯性。当微波辐射到含有Ti4+离子的水溶液时，水分子中的O-H键产生振动，瞬间释放出大量的热，一方面使Ti4+离子迅速水解生成水合TiO2分子，局部成为过饱和溶液;另一方面过饱和溶液由于短时间的急剧升温，产生了大量的晶核，从而保证了水合TiO2晶体的纳米尺度，进而为形成纳米颗粒提供了必要条件。 TiO2材料中的应用 2.1 微波水解法 微波水解法是在微波场的作用下，强迫金属钛盐水解，产生均匀分散的金属氧化物或水合氧化物.经过滤、洗涤、加热分解即可得到金属氧化物纳米粉末。与常规加热方法相比，微波水解法具有穿透性好、效率高等优点，曾广泛地用于陶瓷粉末和亚微细粒的制备。 钛盐水解获得TiO2的反响是一个吸热反响，传统的加热方式热传导时间长，反响初始速度慢，晶核不能瞬间形成，且易屡次成核，粒子易长大;同时由于温度梯度的存在，体系内不同区域粒子生长速度不一，从而影响粒子尺寸的均匀性。而在微波加热条件下，溶液可在很短时间内迅速、均匀地升温，晶核能够在瞬间萌发，反响没有诱导期，很少出现屡次成核，故制备出来的粒子粒径小且分布均匀。 以Ti(SO4)2为原料，在Ti(SO4)2的水解反响中引人微波加热技术，将微波加热水解反响水解产物过滤、洗涤、枯燥、锻烧后得到锐铁矿晶型TiO2。研究发现TiO2试样由锐钛矿向金红石的相转变在900℃以上才显著发生，明显高于锐钛矿向金红石转变的相变温度在800℃以下的报道。其主要原因可能与微波加热水解工艺条件下，颗粒外表吸附了较多的SO42-有关。SO42-抑制锐钛矿向金红石相转变的机制较为复杂，SO42-可与反响体系中的TiOH3+形成桥式构造，限制TiOH3+等水解产物成核后的构造取向，从而有利于锐钛矿的形
水热法制备纳米材料3
水热法制备ZnO纳米棒 10092629 朱晓清 10092632 蒋桢 一、实验目的： 1、掌握水热合成方法。 2、掌握晶体分析方法。 二、实验原理： 压强是高压釜内填充度、温度的函数，提高压强会提高成核速率，有利于粉体的产生，粉体粒径较小。根据公式（1） P 1 V=nRT (1) P 2=P (2) P=P 1+P 2 =nRT/V+P (3) 式中：P 1 ——T温度时高压釜内空气的压强； P 2 ——T温度时高压釜内水的压强； P——T温度时高压釜内的总压强； P ——T温度时水的饱和蒸汽压； V——高压釜内气体体积。 可以看出在一定的水热温度下，压强的大小依赖于反应器中的原始溶剂的填充度。反应釜内的压强随填充度增大而升高。 ZnO纳米棒的形成过程可以分为两个阶段：第一阶段是成核阶段，第二阶段是生长阶段。具体的形成过程可以用下列反应式表示： Zn2++2OH-→Zn(OH) 2 (4) (CH 2) 6 N 4 +10H 2 O → 6HCHO + 4NH 3 ·H 2 O (5) NH 3·H 2 O ↔NH4++OH- (6) Zn2++4NH 3→Zn(NH 3 ) 4 2+ (7) Zn(OH) 2→ZnO+H 2 O (8) Zn(OH) 42-→ZnO+ H 2 O+2OH- (9) 当将氢氧化钠滴入含有Zn2+的水溶液中，边滴入边搅拌，溶液变浑浊，这是由于有Zn(OH) 2 白色胶体生成(见反应式4)，同时六次甲基四胺水解产生的氨水
（见反应式5），作为螯合剂通过和Zn2+结合而形成胺化合物Zn(NH 3) 4 2+（见反应式 7），而溶液中生成的Zn(OH) 4 2-为这个过程提供了条件，在这种溶液环境下，一 部分的Zn(OH) 2 胶体分解成Zn2+和OH-，当Zn2+和OH-的浓度大到超过某个临界值时，就会有大量的ZnO 晶核形成，那么最终的晶体生长过程就开始了（见反应式8和9）。 方法一（首选） 三、实验仪器和试剂： 1、仪器：超声清洗机，烧杯，水热合成反应釜，鼓风干燥箱，XRD衍射仪，扫描电子显微镜，紫外可见分光光度计。 2、试剂：铜衬底，丙酮，无水乙醇（C 2H 5 OH，分析纯），去离子水，硫酸锌（ZnSO 4 ·7H 2 O， 分析纯），氢氧化钠（NaOH，分析纯），六次甲基四胺（又名HMTA，C 6H 12 N 4 ，分 析纯）。 四、实验步骤： 1、铜衬底的清洗 清洗的目的是为了去掉衬底表面的油渍、脏物和表面杂质等，使其表面光亮平滑，避免杂质及缺陷在纳米棒生长过程中对纳米棒的形貌产生影响。具体的清洗过程如下： (1)将大小约为1cm×1cm 的铜衬底放入盛有乙醇的烧杯中，在超声仪中超声 10 分钟。 (2)取出衬底片，放入丙酮中超声10 分钟。 (3)取出衬底片，放入乙醇中超声10 分钟。 (4)最后再用去离子水超声一次，并经流动的去离子水反复冲洗后，用洗耳球 小气流吹干。 2、在铜衬底上制备ZnO纳米棒步骤： 将0.0056 mol硫酸锌溶于35 mL 去离子水中配制成溶液，同时按Zn2 +与OH-摩尔比值1:8将0.056 mol氢氧化钠溶于35 mL去离子水中;在磁力搅拌条件下，将氢氧化钠溶液逐滴滴加到硫酸锌的溶液中; 持续搅拌10 min 后，将0.50 g六次甲基四胺加入到上述溶液中并持续磁力搅拌10 min; 然后将混合溶液转移到内衬为聚四氟乙烯的反应釜中，将第一步中清洗的铜衬底垂直放置（如图1所示）。
实验三水热法制备纳米二氧化钛
实验三水热法制备纳米二氧化钛 一、实验目的 1、了解水热法制备纳米二氧化钛的原理、方法和操作 2、掌握根据实验原理选择实验装置的一般方法。 二、实验原理 水热法，通常是指在密闭的反应体中，以水作为反应介质，将反应器加热到一定温度，使反应器中具有一定填充度的水溶剂膨胀充满整个容器而产生很高压力的条件下，进行无机合成和材料制备的一种高效的方法。具有操作简单，方便分子设讣，可用于金属氧化无纳米材料的合成。其实质是使纳米粒子在高温高压下从饱和溶液中生长出来。 TiO2在自然界中存在三种晶体结构：金红石型、锐钛矿型和板钛矿型，其中金红石型和锐钛矿型TiO2均具有光催化活性，尤以锐钛矿型光催化活性最佳。二氧化钛的用途极为广泛，目前已经用于化工、环保、医药卫生、电子工业等领域。纳米二氧化钛具有良好的紫外线吸收能力，且具有很好的光催化作用，因而可以用做织物的抗紫外和抗菌的整理剂。 本实验纳米二氧化钛制备原理如下： Ti(OC4H9)4+2H2O TiO2+4C4H9OH 可分为两个独立的反应，即： Ti(OC4H9)4+xH2O ―► Ti(OC4H9)4-xOHx+xC4H9OH Ti(OC4H9)4-xOH x+Ti(OC4H9)4 —► (OC4H9)4-xTiO x Ti(OC4H9)4-x4-xC4H9OH 当x=4时水解完全，反应为可逆反应，因此在反应过程中保持足够量的水保证醇盐水解完全。 三、主要仪器与药品 1.仪器 磁力加热反应器，水热反应釜(60ml), 250ml烧杯，100ml量筒，电子分析天平,pH 试纸。 2.试剂
钛酸丁酯(化学纯)；二乙醇胺、十二胺(化学纯)；氨水(稀释至30%)、无水乙醇(分析纯)，去离子水。 四、操作步骤 方法一： 在盛有0.5g表面活性剂十二胺的烧杯中加入20ml二次蒸镭水，在磁力搅拌下使之充分溶解（可以适当加热，然后加入氨水调节pH值至10o迅速加入钛酸丁酯溶液（Ti（OC4H9）4,使Ti°+的浓度为0.25mol/L, M=340.36）,搅拌30min,生成胶状沉淀。将杯中沉淀物放入水热反应器（内衬聚四氟乙烯的不锈钢高压锅）内，置于烘箱中，120C 加热4h,取出水热反应器自然冷却至室温。取出生成物，分别用二次蒸镭水和无水乙醇洗涤，洗至中性。在80°C下干燥，得到二氧化钛纳米晶体，称重，计算产率。 方法二： 称取5g钛酸四丁酯（CH3CH2O）4Ti）加入到装有1.0ml二乙醇胺的干燥的小烧杯中（100ml或50ml）,加20ml无水乙醇,搅拌使钛酸四丁酯溶解后,继续搅拌lh,形成无色透明溶胶。将溶胶转移到水热反应器（内衬聚四氟乙烯的不锈钢高压•锅）内，置于烘箱中，180°C加热4h,取出水热反应器自然冷却至室温。取出生成物，分别用二次蒸镭水和无水乙醇洗涤，洗至中性。在80°C下干燥，得到二氧化钛纳米晶体，称重，计算产率。 备注： 本实验全班同学分为两组进行对比两种方法，探讨不同溶剂（水和乙醇）对材料制备的影响。 本实验制备的纳米二氧化钛为口色粉末，晶型为锐钛矿相。 五、注意事项 1、加完钛酸四丁酯后（可能会出现液体边缘稍微变口，如无明显口色块状属于正常现象），立即加入无水乙醇，防止钛酸四丁酯吸收空气中的水分水解； 2、山于环境温度的影响，如果lh后还未成为具有一定粘度的溶胶，则可以适当加热（45°C-60°C）促进溶胶的形成，但防止加热时间过长形成凝胶。
水热合成法制备纳米材料
水热合成法制备纳米材料 随着现代科技的不断发展，纳米材料越来越受到关注，因为纳 米材料的特殊性质可以引起一系列的物理、化学和生物学的变化。而水热合成法（Hydrothermal Synthesis）是制备纳米材料的一种有效方法。在本文中，我们将介绍水热合成法的基本原理、优点和 在制备纳米材料方面的应用。 1.基本原理 水热合成法是一种通过水热反应来合成纳米材料的方法，一般 使用三个关键因素：反应温度、反应时间和反应压力。该方法通 过将前驱体物质与水混合并加热，使其在高压下反应生成目标纳 米材料。因为水的介电常数在高温高压下降低，水中的离子活性 增强，所以反应速度大大加快，因此水热合成法是制备纳米材料 的一种快速有效的方法。 2.优点 与其他制备方法相比，水热合成法具有如下优点：
（1）简单、安全、易操作，不需要昂贵的仪器设备。 （2）反应条件可调，反应温度、压力和时间均为可控因素，可以用来制备各种不同大小和形状的纳米颗粒。 （3）产物纯度高，因为反应过程中没有外界杂质，可以获得高纯度的产物。 （4）可以制备复杂的二维和三维纳米结构，结构精度高，稳定性好。 （5）环保，只需用水作为溶剂，没有毒性气体排放。 3.应用 水热合成法在制备纳米材料方面具有广泛的应用，例如： （1）金属氧化物纳米粒子：金属氧化物是一类重要的半导体材料，它们广泛用于固体氧化物燃料电池、太阳能电池和传感器等领域。通过水热合成法可以制备出各种尺寸和形状的金属氧化
物纳米粒子，并且这些纳米粒子具有很好的催化性能和光催化性能。 （2）纳米金属材料：纳米金属材料具有优异的光学、电学、 磁学和催化性能，已广泛应用于催化、光催化、传感和生物医学 等领域。通过水热合成法可以制备出各种形状和大小的纳米金属 材料，如球形、棒状、片状等，并且这些纳米金属材料表面可以 改性化，提高其稳定性和催化性能。 （3）纳米碳材料：纳米碳材料具有良好的光学、电学和力学 性能，广泛应用于电子器件、储能系统和传感器等领域。通过水 热合成法可以制备出各种纳米碳材料，如石墨烯、碳纳米管和纳 米金刚石等，并且这些纳米碳材料具有优异的电学和光学性能。 4.结论 水热合成法作为制备纳米材料的一种有效方法，已经得到了广 泛应用。其具有简单、安全、易操作，反应条件可调，产物纯度高，制备复杂结构等优点。通过水热合成法可以制备出各种尺寸、形状和品质的纳米材料，应用于光催化、传感、储能和生物医学
水热合成纳米材料的制备研究
水热合成纳米材料的制备研究 水热合成作为一种绿色环保的合成方法在材料制备领域已经广泛应用。水热合 成是一种在特定的高温、高压水相条件下，通过控制物质的化学反应过程来制备各种纳米材料的方法。它不仅可以制备单一纳米晶体，还可以制备出复合型或结构独特的纳米材料，具有结构简单、制备简便、控制性强及回收率高等优点。本文回顾了近几年来水热合成纳米材料制备研究的进展，探讨了水热合成的优缺点以及未来发展的方向。 一、水热合成纳米材料的制备方法 水热合成法是一种将金属离子和配体在水热条件下结合产生新型纳米材料的合 成方法。因为水热合成具有简单化合和控制条件的特点，可以从金属离子和有机化学物质直接制备出这些新型材料。 水热合成过程可以分为三个阶段： 1）水热反应前期，金属离子和有机配体形 成化学前驱体； 2）高温、高压环境下的水热反应过程中，化学前驱体快速核化形 成纳米材料； 3）冷却自然降温过程中，纳米颗粒逐渐生长。 水热合成一般包括溶剂热法、水热合成法、溶胶凝胶法、氧化还原法等。其中，水热合成法是最常用的纳米材料制备方法之一。 二、水热合成纳米材料的优缺点 水热合成法在纳米材料制备方面具有很多的优点。 1.成本低。相对于其他纳米材料制备方法，水热合成法的成本较低。不仅可以 利用易获得的原料进行制备，而且生产过程没有特殊的要求。 2.可控性强。水热合成法所制备的纳米材料可以通过调节反应条件来控制其粒 度和形貌。同时，它还可以制备出各种形式的纳米晶粒，比如单晶体、多晶体、球状体以及立方形体等。
3. 再利用性好。纯纳米材料通常可以通过水热合成法来回收。由于其较小的体积，可以在反应结束后直接离心或过滤，非常方便。 但是，水热合成法也有一些明显的缺点。 1. 反应过程复杂。水热合成法需要严格控制反应条件，如温度、压强、物质配比等，这需要高度专业化的技术和先进的设备。 2. 反应时间长。水热复合法的反应时间通常较长，一般需要几个小时或者甚至几天，这一点对于工业生产来说不太适用。 三、未来发展方向 随着科学技术的飞速发展，水热合成法在纳米材料领域的应用也越来越多。未来，如何进一步提高其制备效率及质量，将是研究的热点之一。 1.组合水热法与其它合成方法。水热合成法可以与其他方法如物理气相沉积（PVD）、化学气相沉积（CVD）等进行组合，并在材料制备过程中充分发挥其各自的优点，从而实现更高效的纳米材料合成。 2. 增加功能。通过调整反应条件，增加多种其他化学物质，进一步改善水热合成的性能，使其产生更多的功能化材料，如光电材料、生物材料、传感材料等。 3. 细化控制。通过全面深入地研究反应物质和反应条件，在水热合成过程中实现更精细、更精准的控制，从而获得完美的纳米材料产品。 在纳米材料制备领域，水热合成法不仅是一种简单的方法，还是一种十分有前途的技术。在未来的研究中，我们将继续探索水热合成法的优缺点，并开展更广泛的应用研究，希望能够找到更多好的方法来制备纳米材料，使其能够更好地满足社会的需求。
水热法合成纳米材料的制备与应用研究
水热法合成纳米材料的制备与应用研究 近年来，纳米技术已经成为材料科学领域的一个热门话题。纳米材料具有普通 材料所不具备的独特性能，如超强的力学性能、独特的光学和电子性质等。因此，开发制备纳米材料已成为各国科技领域的一个重要研究方向。本文将着重讲述水热法制备纳米材料的制备与应用研究的现状和进展。 一、水热法的原理和特点 水热法是一种在高温和高压条件下进行合成的方法。在水热条件下，反应物因 为水的溶解性而得到完全溶解，并在高温高压的环境中发生反应。水热法制备纳米材料的方法简单、操作容易，能制备出各种形态和形貌的纳米材料，同时还可以控制粒子的粒径和粒度分布。因此，水热法被广泛应用于纳米材料的制备中。 二、水热法制备纳米材料的研究进展 随着纳米技术的快速发展，水热法制备纳米材料的研究已经得到了极大的发展。目前，水热法制备纳米材料的方法主要包括溶剂热法、水热合成法等，这些方法可以控制纳米材料的形态和分布，从而为后续应用研究提供了有力的支持。此外，研究人员还使用水热法合成了各种金属氧化物、金属纳米粒子、石墨烯复合材料等新型材料，并广泛应用于磁性、光电以及催化等领域。 三、水热法制备纳米材料的应用研究 1. 磁性纳米材料的应用 磁性纳米材料是一类具有磁性的纳米材料，因其磁性能而被广泛应用于生物医学、环境、信息等众多领域。目前，水热法制备的磁性纳米材料已经应用于肿瘤细胞的诊断和治疗、生物传感器、酶固定化等领域。 2. 光电纳米材料的应用
光电纳米材料是指具有光学和电子性能的纳米材料。由于其优异的物理和化学 性质，目前已广泛应用于光电信息、能源、催化等领域。例如，水热法制备的量子点可以被应用于液晶显示、荧光成像、生物标记等领域，并且其应用前景非常广阔。 3. 催化纳米材料的应用 催化纳米材料是一类广泛应用于化学反应和工业过程中的材料。由于其特殊的 表面活性和反应性能，催化纳米材料已经成为各领域的热点研究方向。例如，水热法制备的纳米材料被应用于制备生物柴油、还原污染物等重要环保领域，在环境治理和污染控制中发挥着越来越重要的作用。 综上所述，水热法制备纳米材料是一个重要研究方向，尤其是在磁性、光电、 催化等领域的应用研究中显示出了巨大的优势。未来，随着纳米技术的不断发展和应用的广泛推广，水热法制备纳米材料必将发挥出更为重要的作用。
nico2o4纳米材料的制备
nico2o4纳米材料的制备 1. 引言 纳米材料是一种具有特殊结构和性质的材料，其尺寸在纳米级别范围内。nico2o4纳米材料是由镍、钴和氧元素组成的氧化物纳米颗粒。nico2o4纳米材料具有优异的电化学性能和磁性能，广泛应用于能源存储、催化、传感器等领域。本文将介绍nico2o4纳米材料的制备方法及其在各个领域的应用。 2. nico2o4纳米材料的制备方法 2.1. 水热法制备 水热法是制备nico2o4纳米材料的常用方法之一。具体步骤如下： 1.将适量的镍和钴盐溶解在脱离子水中，得到溶液A； 2.将适量的氧化剂加入溶液A中，搅拌均匀； 3.将反应混合物转移到高压釜中，在恒温、恒压的条件下进行水热反应； 4.反应结束后，将产物用去离子水洗涤、离心分离，得到nico2o4纳米材料。 2.2. 气相沉积法制备 气相沉积法也是制备nico2o4纳米材料的一种常用方法。具体步骤如下： 1.准备镍和钴的金属有机前驱体溶液，并将其蒸发在加热的衬底上； 2.将衬底放入高温炉中，在气氛中加热，使金属有机前驱体分解并沉积在衬底 上； 3.反复重复步骤2，直到得到所需厚度的nico2o4纳米材料。 2.3. 其他制备方法 除了水热法和气相沉积法，还有其他一些制备nico2o4纳米材料的方法，如溶胶-凝胶法、热分解法等。这些方法都有各自的优缺点，可以根据具体需要选择适合的制备方法。 3. nico2o4纳米材料的应用 nico2o4纳米材料由于其特殊的结构和性质，在各个领域都有广泛的应用。 3.1. 能源存储领域 nico2o4纳米材料作为电极材料应用于锂离子电池和超级电容器中，具有高容量和长循环寿命的特点。其制备方法可以通过控制粒径和形貌来调控其电化学性能，进一步提高电池的能量密度和功率密度。
水热法制备TiO2纳米材料
水热法制备TiO2纳米材料 实验目的：采用水热法，制备了不同晶相的二氧化钛( 即锐钛矿相和金红石相) 。 实验原理：以无水TiCl4为原料制备出的纳米晶是锐钛矿相的, 而用钛酸四正丁酯制备的纳米晶是金红石相的。两者的晶相有所不同, 这是因为无水TiCl4 中加入水后水解剧烈, 已经直接生成了大量的锐钛矿相TiO2。而钛酸四正丁酯中加入水后, 水解速度较慢, 首先生成锐钛相TiO2, 而生成的锐钛矿相TiO2 颗粒较小, 故其反应的活性较大。在水热反应过程中, 如果保温时间足够长, 就有可能由锐钛矿相完全转变为金红石相。采用本方法制备出的金红石相的TiO2 纳米晶相的过程更简单、反应温度更低。 实验药品，器材 无水TiCl4、钛酸四正丁酯、HCl 溶液(12 mol/L) X 射线衍射（XRD）、透射电子显微镜( TEM) 高压反应釜、高速离心机、恒温干燥箱 实验过程：T iO 2 纳米颗粒的制备 (1)以无水TiCl4 为原料取容量为10 mL 的小量筒1 只, 将其放进干燥箱彻底干燥后(因为TiCl4 极易水解)取出, 量取2 mL 的无水TiCl4。把量筒内的无水TiCl4 倒入已经清洗干净、并且已经干燥过的高压反应釜的内衬中。用容量为20 mL的量筒量取20 mL 蒸馏水并快速倒入反应釜的内衬中。反应温度为120 ℃, 时间为5 h 。样品自然冷却后, 用蒸馏水和无水乙醇冷却, 直接用于XRD 和TEM 的观测。 ( 2) 以钛酸四正丁酯为原料 用量筒量取2 mL 的钛酸四正丁酯倒入反应釜的内衬后, 以体积比为1 ∶10 量取20 mL 蒸馏水, 将蒸馏水倒入内衬和钛酸四正丁酯混合后放入烘箱中。反应温度为120 ℃, 时间为5 h 。样品自然冷却后, 用蒸馏水和无水乙醇冷却, 直接用于XRD 和TEM 的观测。 数据记录 参考文献： 夏金德. 水热法制备二氧化钛纳米材料[J].安徽工业大学学报,2007 ,24（2）140- 141. 肖逸帆，柳松. 纳米二氧化钛的水热法制备及光催化研究进展[J].硅酸盐通报,2007, 26(3)523-527
微波水热合成法制备纳米材料
实验7微波水热合成法制备纳米材料 一、实验导言 “纳米”一词出自长度单位之一——nm的中文音译。20世纪后半叶，科学技术的发展先后出现了以“纳米”为名的一系列名词、术语。例如，纳米技术：逐个地移动分子或原子的技术称纳米技术，又称分子搭建技术；纳米结构：系统内以纳米级构建的结构件称纳米结构；纳米粒子：粒子直径在1～100 nm的粒子称纳米粒子；纳米材料：由纳米级粒子制成的材料称纳米材料；以及基于纳米级研究的各种具体命名，“纳米型电池”就是一例。 在物质结构研究中，人们从物质的宏观性质，例如，熔点、硬度、稳定性、导电性、磁性、光学性能等追溯到物质的微观结构，即原子结构、化学键、分子结构、晶体结构等来说明物质的性质。对材料也是如此。 科学上对物质结构的研究从来没有停止过。纳米级研究为我们展示了一个全新的概念，开辟了一个崭新的空间，即在物质的宏观层次和微观层次之间还存在着不同的亚微观层次，即团簇、纳米、介观等层次。 我们来定量地比较一下上述物质层次： 微观粒子的原子个数：1个到数个； 亚微观粒子的原子或分子个数：数百个到数千个； 宏观粒子的原子或分子个数：无限多。 即纳米粒子是具有数百到数千个原子或分子的粒子。粒子的尺度如此微细，它与化学成分完全相同的宏观粒子相比，具有许多不同寻常的特点。例如，表面效应，体积效应和量子尺寸(Kubo)效应等。 体积效应：纳米粒子的尺度与传导电子的德布罗意波长相当或更小时，边界条件被破坏，磁性、内压、光吸收、热阻、化学活性、熔点等都发生很大的变化。称为体积效应。表现在宏观性质上，纳米粒子的熔点远低于宏观粒子，例如，普通金的熔点为1063℃，而纳米金的熔点只有330℃。此特性为粉末冶金提供了新工艺条件。另外，利用等离子共振频移随颗粒粒度变化的性质可以制造具有一定频宽的微波吸收纳米材料，用于电磁波屏蔽和隐形技术。 表面效应：粒子的表面原子数与原子总数之比随粒度的减小迅速增加，引起粒子的表面积和表面能迅速增大，称为表面效应。该效应表现在表面原子的晶场环境等与内部原子不同，使之易与其他原子稳定结合，具有很强的化学和催化活性。 量子尺寸(Kubo)效应：当粒子尺寸小到一定值时，某些电子有从准连续能级变为分立能级的现象，称为量子尺寸效应。因由Kubo通过实验证实，也称为Kubo效应。通俗地说，该效应使纳米粒子具有特殊的光学、力学、电磁学、耐磨、耐蚀、巨弹性模量、巨磁阻效应等性能，应用上可使微电子器件进一步微型化。 纳米粒子的特性所致，使纳米粒子磁性粉末如Fe2O3有很多潜在的用途：用作信息储存、彩色成像、生物加工、铁流体、磁凝和磁共振成像等的软磁材料；用于制备磁纪录纳米气敏材料等。再如SnO2是广泛用作对CO、煤气、乙醇等还原性气体进行检测和报警的气敏材料，若制成TiO2一SnO2固溶体纳米粉末，可使材料的灵敏度明显提高，使用效果更佳。 逐年深入的纳米研究推动着纳米技术的发展。在扫描隧道显微镜下蚀刻出的纳米级汉字令人惊叹不已；在微电子介质上制造出记录密度为普通磁盘3万倍的高密度存储器，于普通邮票大小的衬底上记录下400万页报纸刊载的内容令人叫绝。一些基于纳米技术的工具和器件也相继诞生：微型机电系统、专用集成微型仪器、传感器等。科学家们还提出了许多“不可思议”的设想，期待着诸如：纳米机器人、纳米卫星等梦想成真。 目前，我国已有ZnO、Fe2O3等纳米粉末以可观的规模投入工业化生产。 纳米粒子和纳米材料的制备方法很多。化学方法有：气相沉积法、沉淀法、水热合成法、
水热法制备纳米材料研究进展
水热法制备纳米材料研究 张自强 （华中农业大学理学院武汉430070） 摘要：水热法由于设备简单、操作简便、产物产率高、结晶良好，在合成纳米材料方面表现出了良好的多样性，从而得到越来越多的应用。水热法合成过程中依然存在着很多需要解决的问题。本文对近年来利用水热法合成纳米材料的实验进行了整理，并探讨了其研究进展。 关键字：水热法纳米材料合成产物控制研究进展 正文： 水热法生长晶体是19世纪中叶地质学家模拟自然界成矿作用而开始研究的，水热法属于液相反应的范畴，是指在特定的密闭反应器中，采用水溶液作为反应体系，通过对反应体系加热、加压而进行无机合成与材料处理的一种有效方法，在水热条件下可以使反应得以实现，在水热反应中，水既可以作为一种化学组分起反应并参与反应，又可以是溶剂和膨化促进剂，同时又是一种压力传递介质，通过加速渗透反应和控制其过程的物理化学因素，实现无机化合物的形成和改进，水热法在合成无机纳米功能材料方面具有如下优势：明显降低反应温度（100-240℃）；能够以单一步骤完成产物的形成与晶化，流程简单；能够控制产物配比；制备单一相材料；成本相对较低；容易得到取向好、完美的晶体；在生长的晶体中，能均匀地掺杂；可调节晶体生成的环境气氛。 1.水热法合成SnO2 2005年，韦志仁等采用水热法，以SnCl4·5H2O为前驱物，NaOH为矿化剂，在180℃，填充度为68% ，通过加入不同量的NaOH，调节溶液pH值分别为2、4、11，合成了三种具有不同形态的金红相SnO2纳米晶体。在研究过程中合成了一维定向生长SnO2纳米柱晶体，通过调节反应溶液的酸碱度，可以控制晶体的形貌，在较强的酸性或碱性条件下(pH为2或11时)获得了100～200nm长，直径约为10～20nm的棒状晶体。而当pH为4时，所获得SnO2金红相晶体没有较清晰的形貌特征。 2.水热法制备氧化锌 2006年，付三玲等人水热法制备纳米ZnO材料研究现状，研究了其制备特点及制备机理，从纳米ZnO晶体、阵列或薄膜、粉体三个方面制备实例研究了水热制备方法，最后探讨了纳米ZnO 材料发展前景。2010年，郑兴芳在研究纳米氧化锌的过程中发现，对于水热法制备纳米氧化锌，原料的选择、反应物的浓度、反应温度、反应时间和添加剂等都影响着产物的尺寸、形貌和性能。未来的工作应该对反应过程中的影响因素进行系统的研究，各种影响因素相互制约，要综合考虑所有可能影响晶体生长的因素，通过调整反应条件或参数，可以实现ZnO 纳米材料的可控合成。 3.水热法制备二氧化钛 2006年，夏金德采用水热法, 使用无水TiCl4 及钛酸四正丁酯为原料在反应温度120 ℃、反应时间5 h 的条件下，分别制备了不同晶相的二氧化钛( 即锐钛矿相和金红石相) 。采用X 射线衍射( XRD) 、透射电子显微镜( TEM) 分析手段对样品的物相、结构、形貌进行了表征和分析。XRD 结果表明，使用TiCl4作为原料，可以得到低温稳定的锐钛矿二氧化钛相；使用钛酸四正丁酯为原料，可以制备高温金红石相二氧化钛。TEM照片清晰地显示了锐钛
水热碳化法制备碳纳米材料
《纳米材料与纳米技术》论文 水热碳化法制备碳纳米材料 摘要：水热碳化法是一种重要的碳纳米材料的制备方法，本文综述了近年来以糖类和淀粉等有机物为原料，采用水热碳化法制备各种形貌可控碳纳米材料的研究现状，并提出了该方法研究中存在的问题以及今后可能的发展方向。 关键词：水热碳化法、碳纳米材料、碳微球、碳空心球、核壳结构复合材料 1 引言 形态可控的碳纳米材料由于独特的结构和性能而受到研究者的普遍关注[1]，常见的制备方法有化学气相沉积法(CVD)[2]、乳液法[3]和水热碳化法[4]等。 水热碳化法是指在水热反应釜中，以有机糖类或者碳水化合物为原料，水为反应介质，在一定温度及压力下，经过一系列复杂反应生成碳材料的过程[5]。图1为水热碳化法所制备的各种形貌的碳材料。与其他制备方法相比，采用水热碳化法所制备的纳米碳材料具有显微结构可调、优良的使用性能、产物粒径小而均匀等特点。 本文综述了水热碳化法制备形态可控碳纳米材料的最新研究进展，概括了工艺因素对碳纳米材料合成过程的影响，最后提出了水热法合成碳纳米材料今后可能的研究方向。 图 1 水热碳化法制备各种形貌碳材料的示意图 2 水热碳化法制备碳微球 碳微球由于具有大的比表面积、高的堆积密度以及良好的稳定性等，被应用于锂离子电池[6]、催化剂载体[7]、化学模板[8]、高强度碳材料[9]等方面，拥有广阔的应用前景。 Yuan等[10]以蔗糖为碳源，先采用水热碳化法合成碳微球，再使用熔融的氢氧化钾溶液对合成产物进行活化处理，制得粒径为100-150nm的碳微球。研究表明活化后碳微球的石墨化程度有很大提高，且表现出良好的电化学性能。其比容量达到382F/g，单位面积电容达到19.2μF/cm2，单位体积容量达到383F/cm。 Liu等[11]以琼脂糖为原料，采用水热碳化制备出粒径范围为100～1400nm的碳微球，研究结果表明碳微球的粒径随琼脂糖的浓度的增加而增大，且所制备的碳微球的表面富含大量
水热法制备纳米材料
实验名称：水热法制备纳米TiO2 水热法属于液相反应的范畴，是指在特定的密闭反应器中采用水溶液作为反应体系，通过对反应体系加热、加压而进行无机合成与材料处理的一种有效方法。在水热条件下可以使反应得以实现。在水热反应中，水既可以作为一种化学组分起反应并参与反应，又可以是溶剂和膨化促进剂，同时又是一种压力传递介质，通过加速渗透反应和控制其过程的物理化学因素，实现无机化合物的形成和改进。 水热法在合成无机纳米功能材料方面具有如下优势：明显降低反应温度（100-240℃）；能够以单一步骤完成产物的形成与晶化，流程简单；能够控制产物配比；制备单一相材料；成本相对较低；容易得到取向好、完美的晶体；在生长的晶体中，能均匀地掺杂；可调节晶体生成的环境气氛。 一．实验目的 1.了解水热法的基本概念及特点。 2.掌握高温高压下水热法合成纳米材料的方法和操作的注意事项。 3.熟悉XRD操作及纳米材料表征。 4.通过实验方案设计，提高分析问题和解决问题的能力。 二．实验原理 水热法的原理是：水热法制备粉体的化学反应过程是在流体参与的高压容器中进行，高温时，密封容器中有一定填充度的溶媒膨胀，充满整个容器，从而产生很高的压力。为使反应较快和较充分的进行，通常还需要在高压釜中加入各种矿化物。 水热法一般以氧化物或氢氧化物（新配置的凝胶）作为前驱物，他们在加热过程中溶解度随温度的升高而增加，最终导致溶液过饱和并逐步形成更稳定的氧化物新相。反应过程的驱动力是最后可溶的的前驱物或中间产物与稳定氧化物之间的溶解度差。 三．实验器材 实验仪器：10ml量筒；胶头滴管；50ml烧杯；高压反应釜；烘箱；恒温磁力搅拌器。 实验试剂：无水TiCl4；蒸馏水；无水乙醇。 四．实验过程
离子液体辅助水热法合成纳米材料
第一章文献综述 在20世纪初叶，化学工业发展之初[1]。当遇到需要溶剂时，我们就会用常规的液体溶剂如苯、甲苯、二氯甲烷、乙腈、甲醇、乙醇和水等。尽管这些溶剂的极性及形成氢键的能力各不相同，但有一点是相同的，就是都只有相对狭窄的液态温度范围，范围宽度均在75～200℃之间。因为化工生产中用液体工作比较方便，因而许多化工工艺是在溶剂的液态温度范围狭窄的限制之下展开的。人类在这种限制之下应用化工技术生产了大量的产品，为人类生活的改善起到了无法比拟的作用。不过，好处总是伴随着损失。常规溶剂都有相当大的挥发性，每年向大气中排放的挥发性的有机物估计达到2000万吨之多，这些排放造成的负面影响包括全球气候变化、城市空气质量的变坏、人类的疾病等等。因此化学工作者面临新的限制，既要为社会提供可持续的、高标准生活必需的产品，同时又要大大减少生产、使用、废弃这些产品对环境的影响。要实现如此明显矛盾的目标是新世纪我们面临的重大挑战之一。 在过去的十多年已涌现出一类化合物可以成为我们的助手，以解决化工过程既要高效又要环境友好的双重挑战，这些化合物就是室温离子液，也称为有机熔融盐。 室温离子液体(room temperature ionic liquids: RTILs)一般是由特定的体积相对较大，结构不对称的有机阳离子和体积相对较小的无机阴离子构成的，在室温或近于室温下呈液态的物质。离子液体与固态物质相比，它是液态的；与传统的液态物质相比，它是离子型的。因而，离子液体往往展现出独特的物理化学性质及特有的功能，是一类值得研究的新型介质或“软”功能材料(soft materials) 。由于离子液体的可设计性，即通过调整阴、阳离子组合或嫁接适当的官能团，可获得具有特定功能的离子液体，并在分离纯化、核废料的回收、