改进的水热法在无机非金属材料制备中的应用分析

2019-12-20徐明清

建材发展导向 2019年17期

徐明清

（金隅冀东水泥（唐山）有限责任公司唐山分公司，河北唐山 064000）

无机非金属材料，就是以某些元素的物质组成的材料，是三大材料之一，同时无机非金属材料也有着很广泛的应用，比如水泥就是现代建筑主要的材料，还有玻璃以及日用的陶瓷等，无机非金属材料与人们的生产和日常生活都是息息相关。而无机非金属材料的制备重要方法就是水热法，水热法的应用，可以提高其制备效率。

1 水热法以及改进的水热法

1.1 水热法

在十九世纪，科学家在对非金属材料的研究中，提出了水热法，这一方法也在非金属材料制备中得到了广泛的应用。水热法，就是在一个密闭的高压的反应容器中，把一些难以溶解的和一些不能溶解的物质放在高温环境下实现溶解，并且在溶解之后进行重新结晶。因此其在非金属材料制备中，可以减少结晶晶粒的缺陷。

一般水热法的运用，会使用高压容器，比如高压釜，装置能够承受高温高压，同时也具备较好的密封性和防爆功能。在无机非金属材料制备中的运用，对其具有重要意义。在其应用中，有一个非常重要的问题，就是温度和压力，温度越高，结晶越快，如果填充度发生变化，晶体成长的速度也会增加，压力会随着温度的增加而增大，就容易出现缺陷。另外，水热的实践越长，晶粒也就越完整越好，溶液的PH 值也会影响材料制备，一个良好标准的PH 值，才会保证其发生反应。而且在制备中，加料的方式也是影响水热法运用的关键。

1.2 改进的水热法

因为水热法在无机非金属材料制备中的应用，虽然提高了制备效率，但是因为一些因素会影响制备的质量，无法发挥出水热法的作用，所以就加强对水热法的研究，对其进行改进优化。改进优化的水热法也提高了运用价值，加快反应的速度，改变了传统的加热方式，比如采用微波加热的方式进行加热，以此来促进反应体系中分子的加热状态。改进后的水热法实现了共通性，也就是能够把不同的水热法共同进行使用，扩展应用范围，提高应用效果。最后，改进的水热法，提高了晶体的生成速度，传统的水热法子在应用的时候，是无法在常温状态下进行液相反应，提高了对能源的利用率。总的来讲，对于改进的水热法，更能满足无机非金属材料制备要求，提高制备效率。

2 改进的水热法在无机非金属材料中的应用

2.1 溶胶-凝胶水热法

此水热法是在无机非金属材料制备中，最先选择的。溶胶是胶态颗粒在液相体系总行程的稳定分散体系，凝胶是由液相介质获得的形状稳定的三维互联的多孔固体网络。对于在无机非金属材料制备中最先选择的方法，因为其具有较强的稳定性以及安全性能，可以确保制备品的质量，让晶体的颗粒更加的完整无缺陷。

在具体的使用中，就要求最先制备出合格的溶胶和凝胶，保证制备过程中对温度的控制，符合制备条件。然后在使用水热法把最终产物生产出来。该方法的使用，提高了产物的效率和质量。因此，溶胶-凝胶水热法在无机非金属材料制备中的应用，其粉体更加的均匀，让整个制备工艺更加的简单，降低了操作的难度。但是这一方法也是具有一定的缺陷，比如无法在大范围使用，在制备反应的过程中难以控制凝胶与水，一旦控制不好，导致凝胶与水发生接触，就直接会影响水热的处理效果。

2.2 微波水热法在无机非金属材料制备中的应用

虽然溶胶-凝胶水热法是最先考虑的水热法，但是也因为它存在的缺陷，导致不能满足比任何条件的无机非金属材料的制备，而微波水热法就是除了溶胶-凝胶水热法之外的一种常用的热水法。微波水热法，是利用微波作为加热工具，实现分子水平上的搅拌。这一方法可以克服水热容易加热不均匀的缺点，在一定程度上缩短了反应的时间，提高了工作效率，并且具有加热均匀、加热速度快和无温度梯度、无滞后效应等优点。

微波水热法在无机非金属材料制备中的运用，确保了材料的均匀加热，不会产生温度梯度的不良影响，有效的提高了生产效率。在应用中，改变了传统的加热方式，热量来源于电磁场中县官介质损耗而产生，提高了利用的效率，具有节能的作用。满足现代无机非金属材料制备对节能环保这一方方面的要求。另外，微波水热法的应用，不仅具有较强的实用性，还有效的解决了溶胶-凝胶水热法的缺陷，能够大范围的应用，操作简单。