无机精细化工工艺学 第2版PDF电子书下载

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

目录 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 3

0.2.1　无机精细化学品 3

0.2.2　无机精细化工的发展趋势和重点 5

参考文献 5

1.1　纳米材料的基本概念 8

第1篇　21世纪的新材料与技术 8

第1章　纳米材料 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　纳米材料的应用 13

参考文献 14

第2章　单分散颗粒制备原理 15

2.1　沉淀的形成 15

2.3　抑制凝聚的方法 16

2.2　成核和生长的分离 16

2.4　胶粒生长的动力学模型 17

2.5　单体的储备 18

2.6　典型的单分散体系 18

参考文献 19

第3章　界面化学与表面活性剂基础知识 20

3.1　界面化学概述 20

3.2　界面现象与吸附 20

3.2.1　表面张力和表面能 20

3.2.2　弯曲界面现象 21

3.2.3　润湿作用 23

3.2.4　固体表面的吸附作用 26

3.3　表面活性剂概述 28

3.3.1　表面活性剂的定义 28

3.3.2　表面活性剂的结构特征 28

3.3.3　表面活性剂的分类 29

3.4表面活性剂在界面上的吸附 29

3.4.1　溶液表面的吸附 29

3.4.2　Gibbs吸附等温式及物理意义 30

3.4.3　吸附层的结构 30

3.4.4　表面吸附层的状态方程式 31

3.4.5　Langmuir-Blodgett（LB）膜的特点及应用 32

3.5　表面活性剂体相性质 34

3.6　胶束理论 35

3.6.1　胶束与临界胶束浓度 35

3.6.2　胶束的结构、形态和大小 35

3.7　液晶 37

3.8　界（表）面电化学 38

3.8.1　胶团结构和界面电荷的来源 38

3.8.2　Gouy-Chapman双电层模型 39

3.8.3　Stern的双电层模型 41

3.8.4　溶胶的聚沉 42

3.8.5　胶体稳定性的DLVO 论 43

3.8.6　高聚物吸附层的稳定作用 45

3.8.7　电位与电泳淌度 46

3.8.8　溶液pH值对氧化物电位的影响 48

3.9　粉体表面处理技术 48

3.9.1　粉体表面处理的目的 49

3.9.2　粉体表面改性的方法 50

参考文献 51

4.2　Sol-Gel法的基本原理 53

4.2.1　Sol-Gel法的过程 53

4.1 引言 53

第4章　溶胶-凝胶技术（Sol-Gel技术） 53

4.2.2　水解反应 54

4.2.3　凝胶的干燥 59

4.2.4　干凝胶的热处理 63

4.3　Sol-Gel技术的应用及工艺类型 64

4.3.1　传统胶体工艺 64

4.3.2　配合物型Sol-Gel法 66

4.3.3　硬脂酸凝胶法 66

4.3.4　无机工艺路线 67

参考文献 68

4.3.5　溶胶-凝胶超临界流体干燥法 68

第5章　无机材料仿生合成技术 70

5.1　无机材料的仿生合成 70

5.2　仿生合成的实例 71

5.2.1　多孔材料的合成 71

5.2.2　纳米微粒的合成 73

5.2.3　薄膜和涂层的合成 74

5.3　小结 76

参考文献 76

第6章　微乳化技术 78

6.1　概述 78

6.2.1　反相胶束模型和内核水的特性 79

6.2　微乳化技术制备纳米材料 79

6.2.3　影响超细颗粒制备的因素 80

6.2.2　水核内超细颗粒的形成机理 80

6.3　微乳化法应用实例 81

6.3.1　超细镍酸镧制备研究 81

6.3.2　铑催化剂的制备 83

6.3.3　Y2O3-ZrO2微粉的制备 84

6.3.4　微乳法与醇盐水解相结合制备PbTiO3超细粒子 84

参考文献 86

7.1.1　超声波的作用效应及其特点 87

7.1.2　超声雾化法制备金属颗粒 87

7.1　超声波在无机合成（制备）中的应用 87

第7章 外场作用下的无机合成（制备）技术 87

7.1.3　声化学合成胶态铁 88

7.1.4　超声波对钼酸铵溶液结晶的影响 89

7.1.5　超声波场中硫酸氧钛水解的研究 89

7.2　微波辐照技术 90

7.2.1　微波加热反应原理 90

7.2.2　微波辐照下的铁盐水解 91

7.2.3　微波水解法制备超细TiO2粉体 91

7.2.5　微波辐照连续合成胶态纳米金属簇 92

7.2.4　无机盐在多孔晶体上的高度分散 92

7.2.6　Y，Ce-TZP陶瓷的微波快速烧结 93

7.2.7　陶瓷微波加热过程的技术经济分析 94

7.3　电场作用下的无机合成 94

7.3.1 电化学溶解直接制备纳米TiO2 94

7.3.2　纳米结构过渡金属簇的选择合成 95

7.3.3 电场对γ-辐射制备银纳米晶形貌的影响 96

7.3.4　脉冲声电化学合成PbSe 96

7.3.5　超声与电沉积工艺制备磁性纳米粉末 97

7.3.6　仿生和电沉积组合制备分形结构金属铜 98

参考文献 99

第2篇　微粉制备工艺 102

第8章　微粉制备及其表征 102

8.1　微粉制备技术简介 102

8.2　粉料性能的表征 103

参考文献 108

第9章　气相法 109

9.1　低压气体中蒸发法（气体冷凝法） 109

9.2　流动液面上真空蒸发法（VEROS） 110

9.3　溅射法 110

9.4.1　化学气相淀积简介 111

9.4.2　化学气相沉积TiO2 111

9.4　化学气相淀（沉）积法 111

9.4.3　碳纳米管的制备 113

9.5　激光诱导化学气相沉积（LICVD） 113

9.6　等离子体化学及其在微粉制备中的应用 115

9.6.1　物质的第四态——等离子态 115

9.6.2　产生等离子体的常用方法和原理 115

9.6.3　直流电弧等离子体法制备超微镍金属粉 116

9.7　低温等离子体化学法 116

9.7.1　实验装置 116

9.7.2　实验结果分析 117

9.8　辉光放电法 118

9.9　MOPCVD硬膜技术及应用 119

9.9.1 MOPCVD的试验装置 119

9.9.2　MOPCVD-Ti（CN）膜的沉积工艺 120

9.10　化学气相输运（转移）反应法 120

9.10.1　化学气相输运反应法简介 120

9.10.2　化学气相输运法制备GaAs薄膜 121

参考文献 122

第10章　固相法 123

10.1　固相反应的特征 123

10.1.1　固相反应的一般原理 123

10.1.3　高温固相反应机理和反应动力学 124

10.1.2　高温固-固相反应的特征 124

10.2 固相法合成单相Ba2Ti9O20粉体 126

10.3　自蔓延燃烧合成法 127

10.3.1 自蔓延高温合成技术 127

10.3.2 自蔓延燃烧合成氮化铝 128

10.3.3　ATO纳米粉体的燃烧合成 129

10.4　低温燃烧合成法 130

10.5　机械合金化技术及应用 130

10.5.1　机械化学和机械化学反应 130

10.5.2　机械合金化技术的应用 131

10.6.1　冲击波化学合成的特点 132

10.6　冲击波化学合成法及应用 132

10.6.2　冲击波合成法制备纳米铁酸锌 133

参考文献 134

第11章　液相法 136

11.1　沉淀法 136

11.1.1　沉淀反应的加料方式 136

11.1.2　均相沉淀法 137

11.1.3　草酸盐热分解法 139

11.1.4　配合物分解法 140

11.1.5　化合物沉淀法 140

11.1.6　从熔盐中沉淀 143

11.2.1 引言 144

11.2　水热法 144

11.2.2　水热沉淀 145

11.2.3　水热合成 146

11.2.4　水热力化学反应 147

11.2.5　超临界水中水热晶化 147

11.3　胶体法 148

11.3.1　胶溶法（相转移法） 148

11.3.2　相转变法 150

11.3.3　气溶胶法（气相水解法） 153

11.4　喷雾热解法 155

11.5　包裹沉淀法 156

11.5.1 a-A12O3-ZrO2（Y2O3）粉末的制备 156

11.5.2　液相包裹法制备Pb（Zr，Ti）O3机理的研究 157

11.6　醇-水盐溶液加热法 160

11.6.1　醇-水盐溶液加热法的基本原理 160

11.6.2　醇-水盐溶液加热法制备纳米ZrO2（3Y）粉体 162

参考文献 163

本篇结束语 164

12.1　结晶动力学 167

12.1.1　成核动力学 167

第3篇　微粉制备的化工问题 167

第12章　沉淀反应过程 167

12.1.2　增长动力学 169

12.1.3　晶形与动力学 172

12.2　沉淀反应器的类型及停留时间分布 174

12.3　沉淀过程中的粒群平衡 176

12.3.1　粒群平衡式的一般形式 176

12.3.2　连续搅拌槽反应器的粒群平衡 177

12.3.3　间歇搅拌槽反应器的粒群平衡 179

12.4　混合的基本概念 180

12.4.1　混合的重要性及混合过程的区分 180

12.3.4 同时发生增长和聚并的粒度分布 180

12.4.2　几个特征时间常数 182

12.4.3　搅拌槽反应器内的流动型态和能量耗散分布 183

12.4.4　搅拌反应器的模型研究 184

12.5　单进料口的半间歇反应器 185

12.6　双进料口的半间歇反应器 190

12.7　半间歇反应器放大实例 194

12.7.1　铁黄制备的工业化放大 195

12.7.2　溶胶-凝胶法制纳米二氧化钛小试的放大 196

12.8　连续管式反应器 197

12.9　碰击流混合反应器 201

12.9.1　薄层液体碰击混合反应器 201

12.10　旋转填充床沉淀反应器 203

12.9.2　浸没撞击（碰击）循环流反应器 203

附　粒度和粒度分布的表示方法 205

符号说明 206

参考文献 207

第13章　微粉悬浮液的浓缩脱水（溶剂） 209

13.1　脱水（溶剂）的必要性和可能采用的方法 209

13.2　滤膜 210

13.3　膜组件 211

13.4　错流过滤 212

13.5　影响膜微滤的因素 214

13.6　膜滤过程的强化 217

13.7　错流电滤 219

13.8　错流膜滤的应用 221

13.9　电渗、电泳脱水浓缩 223

13.9.1　原理 223

13.9.2　电渗脱水的影响因素 223

13.9.3　电渗、电泳脱水实例 226

13.10　膜滤脱水过程的设计要求和工艺流程设计简介 228

符号说明 229

参考文献 230

14.1　一般原理 231

14.1.1　干燥过程中的收缩 231

第14章　超细微粉及湿凝胶的干燥 231

14.1.2　超细微粉的团聚问题 232

14.2　有机溶剂置换法 234

14.3　共沸蒸馏脱水 235

14.3.1　研究概况 235

14.3.2　共沸蒸馏脱水的优越性 235

14.3.3　共沸蒸馏脱水流程 238

14.4　冷冻干燥 238

14.4.1　冷冻干燥超细微粉的研究概况 238

14.4.2　冷冻干燥原理及过程 239

14.5.2　陶瓷粉料浆液的组成和配制 240

14.5　喷雾干燥 240

14.5.1　概述 240

14.5.3　浆液的雾化 241

14.5.4　空气和雾滴在喷雾干燥塔中的运动 243

14.5.5　雾滴的干燥过程及影响干粉性质的因素 244

14.5.6　喷雾热解过程 246

14.5.7　几种雾化装置 248

14.5.8　盐促进的喷雾热解 251

参考文献 253

15.1.2　磁记录的基本知识 256

15.1.1　磁记录过程简介 256

第15章　磁记录介质与氧化铁磁粉 256

15.1　概述 256

第4篇　新兴无机化学品制备工艺和研究进展 256

15.1.3　磁记录介质用磁粉 258

15.2　制备γ-Fe2O3磁粉的传统工艺 258

15.3　a-FeOOH微晶的合成 259

15.3.1　a-FeOOH的酸法合成 260

15.3.2　a-FeOOH的碱法合成 260

15.4　钴改性氧化铁磁粉的制备 261

15.5　均分散氧化铁纳米微粒 262

15.6.1 生产Fe3O4的传统工艺 263

15.6　四氧化三铁制备的研究进展 263

15.6.2　表面包覆SiO2的Fe3O4的工艺研究 265

参考文献 266

第16章　精细陶瓷 267

16.1　概述 267

16.1.1　精细陶瓷的分类 267

16.1.2　研究精细陶瓷的意义及方法 269

16.1.3　精细陶瓷的制备工艺简介 269

16.2　功能陶瓷 272

16.2.1　电介质陶瓷 272

16.2.2　铁电陶瓷 276

16.2.3　压电陶瓷 278

16.2.4　热敏半导体陶瓷 279

16.2.5 半导体气敏陶瓷 281

16.2.6　半导体湿敏陶瓷 283

16.2.7　压敏半导体陶瓷 284

16.3　结构陶瓷 285

16.3.1　概述 285

16.3.2　氧化锆陶瓷 286

16.3.3　碳化硅陶瓷 288

16.3.4　氮化硅陶瓷和Sialon陶瓷 289

16.3.5　耐高温可加工的延性Ti3SiC2陶瓷 290

参考文献 291

第17章　无机膜 292

17.1　概述 292

17.1.1　无机膜的特点和应用 292

17.1.2　无机膜中的质量输运 292

17.1.3　无机膜的结构、性能表征和性能要求 294

17.2　多孔陶瓷膜的制备方法和应用 294

17.2.1　化学提取（蚀刻）法制无机膜 294

17.2.2　固态粒子烧结法制无机膜 295

17.2.3　溶胶-凝胶法制备多孔陶瓷膜 295

17.2.4　多孔陶瓷膜的应用 296

17.3.1　金属陶瓷复合膜 297

17.3　金属陶瓷复合膜的制备 297

17.3.2　Pd/γ-Al2O3膜的制备工艺 298

17.3.3　制备钯金属复合膜的化学镀饰法 298

附　无机陶瓷膜的评价 299

参考文献 301

第18章　新型多孔材料 302

18.1　分子筛的组成、结构与择形性 302

18.1.1　分子筛的组成 303

18.1.2　分子筛的结构 303

18.2.1　影响合成过程的主要因素 304

18.2　分子筛水热合成的原理和方法 304

18.1.3　分子筛的择形性 304

18.2.2　分子筛的生成机理 305

18.2.3　水热生产工艺过程简述 306

18.2.4　合成分子筛的实例 307

18.3　Ti-ZSM-5沸石的合成 308

18.3.1　概述 308

18.3.2　TS-1的合成工艺 308

18.4　改进的TS-2钛硅分子筛合成工艺 310

18.4.1　TS-2的合成工艺和催化性能测试方法 310

18.4.2　合成实验的研究结果 310

18.5　合成TS-1的无机体系新工艺 311

18.6.1　低浓度表面活性剂合成MCM-41中孔分子筛 312

18.6　MCM-41中孔分子筛的合成工艺 312

18.6.2　碱度对MCM-41骨架结构的影响 313

18.7　磷酸铝分子筛 313

18.7.1 AlPO4-5的结构 314

18.7.2 AlPO4-5的酸性和稳定性 314

18.7.3 AlPO4-5的合成 314

18.8　层状磷酸锆——a-磷酸锆的合成 314

18.9　醇盐水解法制备Al2O3-NaY新型复合多孔催化材料 316

参考文献 317

19.1.1　水热空气氧化法 318

第19章　纳米颗粒催化剂 318

19.1　尖晶石铁酸盐的制备 318

19.1.2　铁酸锌纳米晶体材料的制备 319

19.2 Ce-Mo复合氧化物超细粒子催化剂的制备 319

19.3 CuO/ZnO/Al2O3催化剂的制备 320

19.3.1　从一氧化碳合成甲醇 320

19.3.2　从二氧化碳合成甲醇 321

19.4　柠檬酸凝胶法制备CeO2超细粒子 323

19.5 多孔高效光催化剂TiO2的制备 324

参考文献 325