无机精细化工工艺学(第3版)/张昭

绪论1

0.1精细化工简介1

0.1.1精细化工产品的定义1

0.1.2精细化工产品的分类2

0.1.3精细化工的发展3

0.2无机精细化工4

0.2.1无机精细化学品4

0.2.2无机精细化工的发展趋势和重点5

参考文献6



第1篇21世纪的新材料与技术

第1章纳米材料8

1.1纳米材料的基本概念8

1.2纳米微粒的基本概念及性能9

1.3纳米材料的应用11

1.3.1富勒烯(Fullemenes)的结构及应用前景11

1.3.2碳纳米管（纳米碳管）的发现12

1.3.3石墨烯及二维材料的研究13

1.3.4纳米材料的应用14

参考文献15



第2章单分散颗粒制备原理16

2.1沉淀的形成16

2.2成核和生长的分离17

2.3抑制凝聚的方法17

2.4胶粒生长的动力学模型18

2.5单体的储备19

2.6典型的单分散体系19

参考文献20



第3章界面化学与表面活性剂基础知识21

3.1界面化学概述21

3.2界面现象与吸附21

3.2.1表面张力和表面能21

3.2.2弯曲界面现象22

3.2.3润湿作用24

3.2.4固体表面的吸附作用27

3.3表面活性剂概述29

3.3.1表面活性剂的定义29

3.3.2表面活性剂的结构特征29

3.3.3表面活性剂的分类30

3.4表面活性剂在界面上的吸附30

3.4.1溶液表面的吸附30

3.4.2Gibbs吸附等温式及物理意义31

3.4.3吸附层的结构31

3.4.4表面吸附层的状态方程式32

3.4.5Langmuir-Blodgett(L-B)膜的特点及应用33

3.5表面活性剂体相性质35

3.6胶束理论36

3.6.1胶束与临界胶束浓度36

3.6.2胶束的结构、形态和大小36

3.7液晶38

3.8界(表)面电化学39

3.8.1胶团结构和界面电荷的来源39

3.8.2Gouy-Chapman双电层模型40

3.8.3Stern的双电层模型42

3.8.4溶胶的聚沉43

3.8.5胶体稳定性的DLVO理论44

3.8.6高聚物吸附层的稳定作用46

3.8.7ζ电位与电泳淌度47

3.8.8溶液pH值对氧化物ζ电位的影响49

3.9粉体表面处理技术49

3.9.1粉体表面处理的目的50

3.9.2粉体表面改性的方法51

3.9.3纳米Fe3O4颗粒表面改性研究52

参考文献54



第4章溶胶-凝胶技术55

4.1引言55

4.2Sol-Gel法的基本原理55

4.2.1Sol-Gel法的过程55

4.2.2水解反应56

4.2.3凝胶的干燥59

4.3Sol-Gel技术的应用及工艺类型63

4.3.1传统胶体工艺63

4.3.2配合物型Sol-Gel法65

4.3.3无机工艺路线65

4.3.4Sol-Gel工艺制备介孔TiO267

4.3.5气凝胶的制备和应用69

参考文献71



第5章无机材料仿生合成技术72

5.1无机材料的仿生合成72

5.2仿生合成的实例73

5.2.1多孔材料的合成73

5.2.2纳米微粒的合成75

5.2.3薄膜和涂层的合成76

5.2.4模板法制备TiO2纳米管阵列78

5.2.5Si掺杂TiO2空心微球研究80

5.2.6多层结构氧化镍空心球的制备83

5.2.7介观尺度“组装与矿化”合成人工贝壳84

5.3小结86

参考文献86



第6章微乳化技术88

6.1概述88

6.2微乳化技术制备纳米材料89

6.2.1反相胶束模型和内核水的特性89

6.2.2水核内超细颗粒的形成机理90

6.2.3影响超细颗粒制备的因素90

6.3微乳化法应用实例91

6.3.1超细镍酸镧的制备91

6.3.2铑催化剂的制备93

6.3.3Ｙ2O3-ZrO2微粉的制备94

6.3.4微乳法与醇盐水解相结合制备PbTiO3超细粒子94

参考文献96



第7章外场作用下的无机合成（制备）技术97

7.1超声波在无机合成（制备）中的应用97

7.1.1超声波的作用效应及其特点97

7.1.2超声雾化法制备金属颗粒97

7.1.3声化学合成胶态铁98

7.1.4超声波对钼酸铵溶液结晶的影响99

7.1.5超声波场中硫酸氧钛水解的研究99

7.1.6超声辐照合成超细NiO粉末100

7.2微波辐照技术101

7.2.1微波加热反应原理101

7.2.2微波辐照下的铁盐水解102

7.2.3微波水解法制备超细TiO2粉体102

7.2.4无机盐在多孔晶体上的高度分散103

7.2.5微波辐照连续合成胶态纳米金属簇103

7.2.6Y，Ce-TZP陶瓷的微波快速烧结104

7.2.7陶瓷微波加热过程的技术经济分析105

7.3电场作用下的无机合成105

7.3.1电化学溶解直接制备纳米TiO2105

7.3.2纳米结构过渡金属簇的选择合成106

7.3.3电场对γ-辐射制备银纳米晶形貌的影响107

7.3.4脉冲声电化学合成PbSe108

7.3.5超声与电沉积工艺制备磁性纳米粉末109

7.3.6仿生和电沉积组合制备分形结构金属铜110

7.3.7多孔氧化钛膜和纳米管阵列制备110

参考文献112

第1篇思考题113



第2篇微粉制备工艺

第8章微粉制备及其表征116

8.1微粉制备技术简介116

8.2粉料性能的表征117

参考文献122



第9章气相法123

9.1低压气体中蒸发法(气体冷凝法)123

9.2流动液面上真空蒸发法 (VEROS)124

9.3溅射法124

9.4化学气相淀(沉)积法125

9.4.1化学气相淀积简介125

9.4.2化学气相沉积TiO2125

9.4.3碳纳米管的制备127

9.5激光诱导化学气相沉积 (LICVD)127

9.6等离子体化学及其在微粉制备中的应用129

9.6.1物质的第四态——等离子态129

9.6.2产生等离子体的常用方法和原理129

9.6.3直流电弧等离子体法制备超微镍金属粉130

9.7低温等离子体化学法130

9.7.1实验装置130

9.7.2实验结果分析131

9.8辉光放电法132

9.9化学气相输运(转移)反应法133

9.9.1化学气相输运反应法简介133

9.9.2化学气相输运法制备GaAs薄膜134

参考文献135



第10章固相法136

10.1固相反应的特征136

10.1.1固相反应的一般原理136

10.1.2高温固-固相反应的特征137

10.1.3高温固相反应机理和反应动力学137

10.2固相法合成单相Ba2Ti9O20粉体139

10.3自蔓延燃烧合成法140

10.3.1自蔓延高温合成技术140

10.3.2自蔓延燃烧合成氮化铝141

10.3.3ATO纳米粉体的燃烧合成142

10.4低温燃烧合成法143

10.5机械合金化技术及应用143

10.5.1机械化学和机械化学反应143

10.5.2机械合金化技术的应用144

10.6液相共沉淀——固相烧结制备YIG铁氧体145

参考文献147



第11章液相法148

11.1沉淀法148

11.1.1沉淀反应的加料方式148

11.1.2均相沉淀法149

11.1.3草酸盐热分解法151

11.1.4配合物分解法152

11.1.5化合物沉淀法152

11.1.6从熔盐中沉淀155

11.2水热法156

11.2.1引言156

11.2.2水热沉淀157

11.2.3水热合成158

11.2.4水热力化学反应159

11.2.5超临界水中水热晶化159

11.2.6模板辅助水热合成法160

11.2.7纳米线硅酸钙的水热合成164

11.3胶体法167

11.3.1胶溶法(相转移法)167

11.3.2相转变法169

11.3.3气溶胶法(气相水解法)172

11.4喷雾热解法174

11.5包裹沉淀法176

11.5.1α-Al2O3-ZrO2(Y2O3)粉末的制备176

11.5.2包裹法合成磷酸铁锂的研究177

11.6醇-水盐溶液加热法180

11.6.1醇-水盐溶液加热法的基本原理180

11.6.2醇-水盐溶液加热法制备纳米ZrO2（3Y）粉体183

11.6.3溶剂热合成分级叶片簇状纳米氧化铝184

参考文献187

第2篇思考题188



第3篇新兴无机化学品制备工艺和研究进展

第12章精细陶瓷190

12.1概述190

12.1.1精细陶瓷的分类190

12.1.2研究精细陶瓷的意义及方法192

12.1.3精细陶瓷的制备工艺简介192

12.2功能陶瓷195

12.2.1电介质陶瓷195

12.2.2铁电陶瓷199

12.2.3压电陶瓷201

12.2.4热敏半导体陶瓷202

12.2.5半导体气敏陶瓷204

12.2.6半导体湿敏陶瓷206

12.2.7压敏半导体陶瓷207

12.3结构陶瓷208

12.3.1概述208

12.3.2氧化锆陶瓷209

12.3.3碳化硅陶瓷211

12.3.4氮化硅陶瓷和Sialon陶瓷212

12.3.5耐高温可加工的延性Ti3SiC2陶瓷213

参考文献214



第13章无机膜215

13.1概述215

13.1.1无机膜的特点和应用215

13.1.2无机膜中的质量输运215

13.1.3无机膜的结构、性能表征和性能要求217

13.2多孔陶瓷膜的制备方法和应用218

13.2.1化学提取(蚀刻)法制无机膜218

13.2.2固态粒子烧结法制无机膜218

13.2.3溶胶-凝胶法制备多孔陶瓷膜218

13.2.4多孔陶瓷膜的应用219

13.3金属陶瓷复合膜的制备221

13.3.1金属陶瓷复合膜221

13.3.2Pd/γ-Al2O3膜的制备工艺221

13.3.3制备钯金属复合膜的化学镀饰法222

参考文献224



第14章新型多孔材料226

14.1分子筛的组成、结构与择形性226

14.1.1分子筛的组成227

14.1.2分子筛的结构227

14.1.3分子筛的择形性228

14.2分子筛水热合成的原理和方法228

14.2.1影响合成过程的主要因素228

14.2.2分子筛的生成机理229

14.2.3水热生产工艺过程简述230

14.2.4合成分子筛的实例231

14.3MCM-41中孔分子筛的合成工艺231

14.3.1低浓度表面活性剂合成MCM-41中孔分子筛232

14.3.2碱度对MCM-41骨架结构的影响233

14.4磷酸铝分子筛233

14.4.1AlPO4-5的结构233

14.4.2AlPO4-5的酸性和稳定性234

14.4.3AlPO4-5的合成234

14.5层状磷酸锆——α-磷酸锆的合成234

14.6醇盐水解法制备Al2O3-NaY新型复合多孔催化材料235

14.7工业原料制备介孔TiO2材料236

14.8非有机模板法制备介孔TiO2材料239

14.9介孔氧化镍的制备240

参考文献241



第15章纳米颗粒催化剂和负载型催化剂243

15.1尖晶石铁酸盐的制备243

15.1.1水热空气氧化法243

15.1.2铁酸锌纳米晶体材料的制备244

15.2Ce-Mo复合氧化物超细粒子催化剂的制备244

15.3CuO/ZnO/Al2O3催化剂的制备245

15.3.1从一氧化碳合成甲醇245

15.3.2从二氧化碳合成甲醇246

15.3.3转化CO2的新型催化剂248

15.4柠檬酸凝胶法制备CeO2超细粒子249

15.5固体超强酸催化剂的制备250

15.5.1SO2-4/TiO2固体超强酸251

15.5.2SO2-4 /ZrO2固体超强酸251

15.6介孔TiO2光催化剂制备研究252

15.6.1介孔Ag/TiO2催化剂的制备252

15.6.2铁掺杂改性TiO2光催化剂253

15.7掺硅介孔TiO2的研究254

15.7.1微孔-介孔钛硅氧化物复合材料的合成254

15.7.2非有机模板合成掺硅的介孔TiO2255

15.8V2O5催化剂的制备和性能研究256

15.9化学镀法制备炭载钯催化剂257

参考文献259

第3篇思考题260