改進的水熱法在無機非金屬材料制備中的應用分析

徐明清

（金隅冀東水泥（唐山） 有限責任公司唐山分公司，河北 唐山 064000）

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

1 水熱法以及改進的水熱法

1.1 水熱法

在十九世紀，科學家在對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用。水熱法，就是在一個密閉的高壓的反應容器中，把一些難以溶解的和一些不能溶解的物質放在高溫環境下實現溶解，并且在溶解之后進行重新結晶。因此其在非金屬材料制備中，可以減少結晶晶粒的缺陷。

一般水熱法的運用，會使用高壓容器，比如高壓釜，裝置能夠承受高溫高壓，同時也具備較好的密封性和防爆功能。在無機非金屬材料制備中的運用，對其具有重要意義。在其應用中，有一個非常重要的問題，就是溫度和壓力，溫度越高，結晶越快，如果填充度發生變化，晶體成長的速度也會增加，壓力會隨著溫度的增加而增大，就容易出現缺陷。另外，水熱的實踐越長，晶粒也就越完整越好，溶液的PH 值也會影響材料制備，一個良好標準的PH 值，才會保證其發生反應。而且在制備中，加料的方式也是影響水熱法運用的關鍵。

1.2 改進的水熱法

因為水熱法在無機非金屬材料制備中的應用，雖然提高了制備效率，但是因為一些因素會影響制備的質量，無法發揮出水熱法的作用，所以就加強對水熱法的研究，對其進行改進優化。改進優化的水熱法也提高了運用價值，加快反應的速度，改變了傳統的加熱方式，比如采用微波加熱的方式進行加熱， 以此來促進反應體系中分子的加熱狀態。改進后的水熱法實現了共通性，也就是能夠把不同的水熱法共同進行使用，擴展應用范圍，提高應用效果。最后，改進的水熱法，提高了晶體的生成速度，傳統的水熱法子在應用的時候，是無法在常溫狀態下進行液相反應，提高了對能源的利用率。總的來講，對于改進的水熱法，更能滿足無機非金屬材料制備要求，提高制備效率。

2 改進的水熱法在無機非金屬材料中的應用

2.1 溶膠-凝膠水熱法

此水熱法是在無機非金屬材料制備中，最先選擇的。溶膠是膠態顆粒在液相體系總行程的穩定分散體系，凝膠是由液相介質獲得的形狀穩定的三維互聯的多孔固體網絡。對于在無機非金屬材料制備中最先選擇的方法，因為其具有較強的穩定性以及安全性能，可以確保制備品的質量，讓晶體的顆粒更加的完整無缺陷。

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

2.2 微波水熱法在無機非金屬材料制備中的應用

雖然溶膠-凝膠水熱法是最先考慮的水熱法，但是也因為它存在的缺陷，導致不能滿足比任何條件的無機非金屬材料的制備，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，實現分子水平上的攪拌。這一方法可以克服水熱容易加熱不均勻的缺點，在一定程度上縮短了反應的時間，提高了工作效率，并且具有加熱均勻、加熱速度快和無溫度梯度、無滯后效應等優點。

微波水熱法在無機非金屬材料制備中的運用，確保了材料的均勻加熱，不會產生溫度梯度的不良影響，有效的提高了生產效率。在應用中，改變了傳統的加熱方式，熱量來源于電磁場中縣官介質損耗而產生，提高了利用的效率，具有節能的作用。滿足現代無機非金屬材料制備對節能環保這一方方面的要求。另外，微波水熱法的應用，不僅具有較強的實用性，還有效的解決了溶膠-凝膠水熱法的缺陷，能夠大范圍的應用，操作簡單。

2.3 水熱沉淀法的應用

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，通過化學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單，不論是流程還是時間都得到了簡化和縮短，在無機非金屬材料制備中，能夠快速的獲得成品。

3 結語

對于改進的水熱法在無機非金屬材料制備中的運用研究，文章先是分別分析了傳統的水熱法以及改進的水熱法，然后就詳細的闡述了改進的水熱法的應用，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，其在無機非金屬材料制備中的運用，提高制備效率和質量，對于無機非金屬材料來講，是具有重要的意義。