基于反应原理的制备技术
1) 水热氧化
采用金属单质为前驱物.经水热反应得到相应的金属氧化物粉体。例如,以金属钛粉为前驱物,在一定的水热条件(温度高于450℃,压力100MPa,反应时问3小时)下,得到锐钛矿型、金红石型TiO2晶粒和钛氢化物TiHx(x=1.924)的混合物;反应温度提高到600℃以上,得到的是金红石型和TiHx(x=I.924)的混合物;反应温度高于700℃时,产物则完全是金红石型TiO2晶粒。采用该法制备的反应时间较短、晶粒尺度均匀、团聚较少。
2) 水热沉淀
典型的例子之一是采用硫酸钛配制的溶液和尿素CO(NH2)2混合溶液为反应前驱物,放入高压釜中,填充度为80%,水热反应温度在120一200℃间。经水热反应在不同的配比下得到锐钛矿型、金红石型或者是两者的混合粉体,晶粒线度为15nm左右。由于在水热反应过程,尿素首先受热分解.使溶液PH值增大,碱性增强,有利于水解反应进行,从而形成水合二氧化钛,进而生成纳米二氧化钛。
3) 水热晶化
采用无定形前驱物经水热反应形成结晶完好的晶粒。如水热法制备ZrO2晶粒时,以ZrOCl2水溶液中加沉淀剂(氨水、尿素等)得到的Zr(OH)4胶体为前驱物,然后经过水热反应获得纳米二氧化锆。
4) 水热合成
以一元金属氧化物或盐在水热条件下反应合成二元甚至多元化合物。如以SnCl4为原料配制成SnCl4溶液,通过过滤除去不溶物,获得白色澄清溶液,然后通过使用KOH调整其PH值,水热反应的温度在120一220℃之间进行调整,反应1-2小时(升温速度为3℃/min)。反应完毕后,经过滤洗涤后烘干即得产‘物。
5) 水热分解
如天然钛铁矿的主要成分是(%) TiO2,53.6l;FeO,20.87;Fe2O3,20.95;MnO,0.98,在10moL的KOH溶液里.温度为500℃,压力在25-35MPa下,经63小时水热处理,天然钛铁矿可以完全分解。产物是磁铁矿Fe(3-x)O3和K2O·TiO2,检测表明在此条件下.得到的磁铁矿晶胞参数(a=O.8467nm)大于符合化学计量比的纯磁铁矿的晶胞参数(a=0.8396nm)这是由于Ti4+在晶格里以替位离子形式存在,形成Fe(3-X)O3·Fe2TiO4固溶体。在温度为800℃、压力90MPa下,水热处理24小时则可得到符台化学计量比的纯磁铁矿粉体。
除上述水热方法外,还有水热脱水、水热阳极氧化.机械反应(带搅拌作用),水热盐溶液卸压法等粉体制备技术。