第1章 绪论 1
第1节 无机合成(制备)的几个基本问题 2
1.1.1 无机合成(制备)化学与反应规律问题 2
1.1.2 无机合成(制备)中的实验技术和方法问题 5
1.1.3 无机合成(制备)中的分离问题 5
1.1.4 无机合成(制备)中的结构鉴定和表征问题 6
第2节 无机合成与制备化学有关的专著和文献 6
第3节 无机合成与制备化学中若干前沿课题 9
1.3.1 新合成(制备)反应、路线与技术的开发及相关基础理论的研究 9
1.3.2 极端条件下的合成路线、反应方法与制备技术的基础性研究 10
1.3.3 仿生合成与无机合成中生物技术的应用 10
1.3.4 绿色(节能、洁净、经济)合成反应与工艺的基础性研究 11
1.3.5 特种结构无机物或特种功能材料的分子设计、裁剪及分子(晶体)工程学 12
2.1.1 电阻炉 14
第1节 高温的获得和测量 14
第2章 高温合成 14
2.1.2 感应炉 17
2.1.3 电弧炉 17
2.1.4 测温仪表的主要类型 18
2.1.5 热电偶高温计 18
2.1.6 光学高温计 20
第2节 高温合成反应类型 20
第3节 高温还原反应 21
2.3.1 氧化物高温还原反应的△G？-T图及其应用 21
2.3.2 氢还原法 23
2.3.3 金属还原法 28
第4节 化学转移反应 32
2.4.1 概述 32
2.4.2 化学转移反应的装置 33
2.4.4 利用氯化氢或易挥发性氯化物的金属转移 34
2.4.3 通过形成中间价态化合物的转移 34
2.4.5 利用化学转移反应提纯金属钛 35
第5节 高温下的固相反应 37
2.5.1 固相反应的机制和特点 37
2.5.2 固相反应合成中的几个问题 38
第6节 稀土复合氧化物固体材料的高温合成 41
2.6.1 含氧稀土化合物的合成 41
2.6.2 不含氧稀土化合物的合成 41
2.6.3 稀土固体材料制备中的离子取代 42
2.6.4 异常价态稀土化合物的合成 43
第7节 溶胶-凝胶合成法 43
2.7.1 概论 43
2.7.2 溶胶-凝胶合成方法中的主要化学问题 44
第8节 低温化学(cryochemistry)合成中金属蒸气和活性分子的高温制备 49
2.8.1 概论 49
2.7.3 溶胶-凝胶合成方法应用的近期进展 49
2.8.2 金属蒸气的获得技术 51
2.8.3 高温物种的获得实例 53
第9节 自蔓延高温合成(SHS) 55
参考文献 56
第3章 低热固相合成化学 59
第1节 引言 59
3.1.1 传统的固相化学 59
3.1.2 固体的结构和固相化学反应 60
第2节 低热固相化学反应 63
3.2.1 固相反应机理 63
3.2.2 低热固相化学反应的特有规律 65
3.2.3 固相反应与液相反应的差别 67
第3节 低热固相反应在合成化学中的应用 67
3.3.1 合成原子簇化合物 67
3.3.3 合成新的配合物 68
3.3.2 合成新的多酸化合物 68
3.3.4 合成固配化合物 69
3.3.5 合成功能材料 70
3.3.6 合成有机化合物 72
第4节 低热固相化学反应在生产中的应用 75
3.4.1 固相热分解反应在印刷线路板制造工业中的应用 75
3.4.2 固相热分解反应在工业催化剂制备中的应用--前体分解法 76
3.4.3 低热固相反应在颜料制造业中的应用 76
3.4.4 低热固相反应在制药中的应用 76
3.4.5 在工业中的其它应用 77
结语 77
参考文献 78
第4章 低温合成和分离 83
第1节 低温的获得、测量和控制 83
4.1.1 低温的获得 83
4.1.2 液化气体的贮存和转移 84
4.1.3 低温的测量和控制 86
第2节 真空的获得、测量与实验室常用的真空装置 92
4.2.1 真空的获得 92
4.2.2 真空的测量 94
4.2.3 实验室常用的真空装置和操作单元 97
第3节 低温下气体的分离 105
4.3.1 低温下的分级冷凝 105
4.3.2 低温下的分级真空蒸发 107
4.3.3 低温吸附分离 107
4.3.4 低温下的化学分离 109
第4节 液氨中合成 110
4.4.1 金属同液氨的反应 110
4.4.2 化合物在液氨中的反应 111
4.4.3 非金属同液氨的反应 111
4.4.4 合成实例--NaNH2的制备 112
第5节 低温下稀有气体化合物的合成 113
4.5.1 低温下的放电合成 113
4.5.2 低温水解合成 113
4.5.3 低温光化学合成 114
第6节 低温下挥发性化合物的合成示例 115
4.6.1 二氧化三碳的合成 115
4.6.2 氯化氰的合成 116
4.6.3 磷化氢的合成 117
4.6.4 双氰的合成 118
4.6.5 氰酸的合成 119
第7节 低温化学中的低温合成 119
4.7.1 合成反应类型 119
4.7.2 合成反应的基本装置 121
4.7.3 金属蒸气合成：金属与不饱和烃的反应 123
参考文献 127
第5章 水热与溶剂热合成 128
第1节 水热与溶剂热合成基础 128
5.1.1 合成化学与技术 128
5.1.2 合成的特点 129
5.1.3 反应的基本类型 129
5.1.4 反应介质的性质 131
第2节 水热与溶剂热体系的成核与晶体生长 134
5.2.1 成核 134
5.2.2 非自发成核体系晶化动力学 136
5.2.3 自发成核体系晶化动力学 136
第3节 功能材料的水热与溶剂热合成 137
5.3.1 介稳材料的合成 137
5.3.2 人工水晶的合成 137
5.3.3 特殊结构、凝聚态与聚集态的制备 141
5.3.4 复合氧化物与复合氟化物的合成 141
5.3.5 低维化合物的合成 143
5.3.6 无机／有机杂化材料的合成 145
第4节 水热条件下的海底：生命的摇篮？ 147
5.4.1 温暖的池塘--水热海底 147
5.4.2 分子生物学与进化树 147
5.4.3 时间的证明与水热条件 148
5.4.4 化学的阶梯：合成与进化 149
5.4.5 展望 153
第5节 超临界水--新型的反应体系 153
5.5.1 超临界水的性质 153
5.5.2 超临界水溶液 154
5.5.3 超临界体系中的反应特点及表征 155
5.5.4 超临界水氧化与其实际应用 157
5.5.5 展望 158
5.6.1 反应釜 159
第6节 水热与溶剂热合成技术 159
5.6.2 反应控制系统 161
5.6.3 水热与溶剂热合成程序 161
5.6.4 合成与现场表征技术 162
参考文献 163
第6章 无机材料的高压合成与制备 166
第1节 引言 166
第2节 高压高温的产生和测量 167
6.2.1 高压的产生 167
6.2.2 高温的产生 167
6.2.3 高压和高温的测量 168
第3节 高压高温合成方法 168
第4节 无机化合物的高压合成 169
6.4.1 金刚石和立方氮化硼的合成 169
6.3.1 动态高压合成法 169
6.3.2 静高压高温合成法 169
6.4.2 柯石英和斯石英的合成 170
6.4.3 复合双稀土氧化物的合成 170
6.4.4 高价态和低价态氧化物的合成 170
6.4.5 高Tc稀土氧化物超导体的合成 171
6.4.6 翡翠宝石的合成 172
6.4.7 高硼氧化物B7O的合成 172
6.4.8 准晶等中间介稳相的高压溶态淬火截获 172
6.4.9 FeMoSiB的高压晶化合成 173
6.4.10 若干材料的冷压合成 173
6.4.11 新材料的超高压超高温合成 173
第5节 无机材料的高压制备 173
6.5.1 人造金刚石和立方氮化硼聚晶的制备 174
6.5.2 块状纳米固体的制备 174
6.6.2 高压合成产物的一些规律性的认识和对若干物理机制的了解 175
6.6.1 高压在合成中的作用 175
6.5.3 动态高压成型制备 175
第6节 高压在合成中的作用，合成产物的结构性能及应用前景 175
6.6.3 已经应用于实际的高压合成和制备的无机材料 177
6.6.4 若干可能有应用前景的高压合成无机材料 178
第7节 无机材料高压合成的研究方向与展望 178
参考文献 179
第7章 电解合成 184
第1节 水溶液电解 184
7.1.1 几个基本概念 184
7.1.2 水溶液中金属的电沉积 189
7.1.3 电解装置及其材料 191
7.1.4 含最高价和特殊高价元素化合物的电氧化合成 193
7.1.5 含中间价态和特殊低价元素化合物的电还原合成 193
第2节 熔盐电解和熔盐技术 194
7.2.1 离子熔盐种类 194
7.2.2 熔盐特性 195
7.2.3 熔盐的应用 197
7.2.4 常见熔盐的主要物化性质 198
7.2.5 熔盐的电化次序 204
7.2.6 阳极效应 206
7.2.7 熔盐电解实例--稀土金属的电解制备 207
7.2.8 稀土熔盐电解的研究开发方向 225
7.2.9 熔盐电解在无机合成中的其它应用 227
第3节 非水溶剂中无机化合物的电解合成 229
参考文献 232
第8章 无机光化学合成 233
第1节 基本概念 233
8.1.1 电子激发态的光物理过程 233
8.1.2 光的吸收 234
8.1.3 Stark-Einstein定律 235
第2节 实验方法 236
8.1.4 光化学能量 236
8.2.1 光源 237
8.2.2 狭窄波长宽度光的获得 237
8.2.3 光化学研究装置 238
8.2.4 光量计 239
第3节 光化学合成 240
8.3.1 有机金属配合物的光化学合成 240
8.3.2 光解水制备H2和O2 249
8.3.3 光敏化反应制取硅烷、硼烷等化合物 252
8.3.4 激光光助镀膜 253
参考文献 256
第9章 CVD在无机合成与材料制备中的应用与相关理论 257
第1节 化学气相沉积的简短历史回顾 257
第2节 化学气相沉积的技术原理 258
9.2.1 简单热分解和热分解反应沉积 259
9.2.2 氧化还原反应沉积 260
9.2.3 其它合成反应沉积 261
9.2.4 化学输运反应沉积 261
9.2.5 等离子体增强的反应沉积 261
9.2.6 其它能源增强的反应沉积 262
第3节 化学气相沉积的装置 263
9.3.1 半导体超纯多晶硅的沉积生产装置 263
9.3.2 常压单晶外延和多晶薄膜沉积装置 263
9.3.3 热壁LPCVD装置 264
9.3.4 等离子体增强CVD装置(PECVD) 265
9.3.5 履带式常压CVD装置 265
9.3.6 模块式多室CVD装置 267
9.3.7 桶罐式CVD反应装置 267
9.3.8 砷化镓(AsGa)外延生长装置 267
9.4.1 成核理论模型 268
第4节 CVD技术的一些理论模型 268
9.4.2 简单气相生长动力学模型 271
9.4.3 LPCVD工艺模拟模型 273
9.4.4 激活低压CVD金刚石的热力学耦合模型 277
参考文献 284
第10章 微波与等离子体下的无机合成 286
第1节 微波辐射法在无机合成中的应用 287
10.1.1 微波加热和加速反应机理 287
10.1.2 沸石分子筛的合成 290
10.1.3 沸石分子筛的离子交换 292
10.1.4 微波辐射法在无机固相反应中的应用 293
10.1.5 在多孔晶体材料上无机盐的高度分散 294
10.1.6 稀土磷酸盐发光材料的微波合成 295
第2节 微波等离子体化学 295
10.2.1 微波等离子体及其特点 296
10.2.2 等离子体中主要基元反应过程 297
10.2.3 获得微波等离子本的方法和装置 301
10.2.4 微波等离子体的应用 302
参考文献 306
第11章 配位化合物的合成化学 309
第1节 直接法 309
11.1.1 溶液中的直接配位作用 309
11.1.2 组分化合法合成新的配合物 310
11.1.3 金属蒸气法和基底分离法 310
第2节 组分交换法 312
11.2.1 金属交换反应 312
11.2.2 配体取代 312
11.2.3 配体上的反应与新配合物的生成 312
11.3.2 由低氧化态金属氧化制备高氧化态金属配合物 313
11.3.3 还原高氧化态金属以制备低氧化态金属配合物 313
第3节 氧化还原反应法 313
11.3.1 由金属单质氧化以制备配合物 313
11.3.4 由高氧化态金属氧化低氧化态金属以制备中间氧化态配合物 314
11.3.5 电化学法 314
11.3.6 高氧化态还原反应制备配合物 315
第4节 固相反应法 315
11.4.1 配体与金属化合物反应 315
11.4.2 由已知配合物制备新的配合物 315
11.5.1 层状包合物的合成 316
第5节 包结化合物的合成 316
11.5.2 多核过渡金属化合物和原子簇为主体的包合物合成 317
第6节 大环配体模板法 318
参考文献 318
第12章 簇合物的合成化学 320
第1节 引言 320
第2节 含羰基配位体簇合物的合成 321
12.2.1 配位体取代反应 321
12.2.2 加成反应 322
12.2.4 金属交换反应 324
12.2.3 缩合反应 324
12.2.5 桥助反应 325
12.2.6 桥助缩合反应 326
12.2.7 偶然发现的反应 327
第3节 金属原子间具有多重键的簇合物的合成 328
12.3.1 含金属间多重键的簇合物中的配位体 328
12.3.2 具有金属-金属多重键的簇合物的合成 329
第4节 铁硫和钼(钨)铁硫簇合物的合成 331
12.4.1 生物体系中铁硫和钼铁硫簇合物的概况 331
12.4.2 铁硫簇合物的合成 333
12.4.3 钼(钨)铁硫簇合物的合成 334
第5节 碳簇的合成 338
12.5.1 碳簇的发现 338
12.5.3 富勒烯笼外配合物的合成 339
12.5.2 碳簇的合成 339
12.5.4 富勒烯笼内金属包合物的合成 342
12.5.5 杂笼富勒烯的合成 343
参考文献 343
第13章 金属有机化合物的合成化学 352
第1节 主族金属有机化合物 353
13.1.1 主族金属有机化合物的特性 353
13.1.2 主族金属有机化合物的合成方法 354
13.1.3 碱金属有机化合物的合成 357
13.1.4 2族和12族金属有机化合物的合成 359
13.1.5 13族金属有机化合物的合成 361
13.1.6 14族金属有机化合物的合成 365
第2节 过渡金属有机化合物 368
13.2.1 18价电子规则 369
13.2.2 过渡金属有机化合物的合成 371
参考文献 387
第14章 非化学计量比化合物的合成化学 394
第1节 引言 394
第2节 非化学计量比化合物和点缺陷 395
14.2.1 点阵缺陷及其表示符号 395
14.2.2 点缺陷与化学整比性 398
14.2.3 缺陷缔合和簇结构 399
第3节 非化学计量比化合物的合成 400
14.3.1 非化学计量比化合物的稳定区域 400
14.3.2 非化学计量比化合物的合成 402
第4节 非化学计量比化合物的表征与测定 409
参考文献 414
第15章 多孔材料的合成化学 415
第1节 多孔材料与它的分类 415
15.2.2 沸石和分子筛的性质 416
15.2.1 沸石与分子筛 416
第2节 沸石类材料及其结构特征 416
15.2.3 沸石与分子筛的骨架结构 417
15.2.4 晶体结构的非完美性 419
15.2.5 分类 420
第3节 沸石类型材料的合成 420
15.3.1 沸石分子筛的合成 420
15.3.2 非硅铝酸盐分子筛的合成 422
15.3.3 磷酸盐分子筛的合成 422
15.3.4 其它类型分子筛的合成 423
第4节 生成机理与基本合成规律 424
15.4.1 生成机理 424
15.4.2 合成添加剂 426
15.4.3 合成规律 429
第5节 微孔材料合成新进展和特殊合成方法 433
15.5.1 合成新方法：新材料与新结构 433
15.5.2 大孔分子筛的合成 434
15.5.3 模板机理新概念 435
15.5.4 晶化机理研究的继续 436
15.5.5 结构新观点 436
15.5.6 氟离子合成体系 436
15.5.7 非水体系合成 437
15.5.8 大单晶体合成 438
15.5.9 超微分子筛晶体的合成 439
15.5.10 二次合成与骨架修饰 439
15.5.11 转晶 439
15.5.12 高温快速晶化合成 440
15.5.13 干凝胶合成法 440
15.5.16 太空中合成分子筛 441
第6节 介孔材料 441
15.5.14 分子筛膜及各种型体的合成 441
15.5.15 微波加热合成分子筛 441
15.6.1 全硅及硅铝介孔材料 442
15.6.2 生成机理 442
15.6.3 有机和无机之间的相互作用方式 443
15.6.4 合成规律 445
15.6.6 二次合成 446
15.6.7 其它组成 446
15.6.5 MCM-48 446
15.6.8 形体合成 447
15.6.9 新进展 447
15.6.10 介孔和大孔材料的孔径控制：主要合成方法 448
15.6.11 结构特征与应用 448
第7节 大孔材料简介 449
第8节 现代技术在多孔材料合成、结构鉴定和性质研究方面的应用 449
第9节 多孔材料的应用 451
15.10.2 大孔沸石、手性孔道和多维孔道分子筛 452
第10节 多孔材料合成的展望 452
15.10.1 生成机理与定向设计合成 452
15.10.3 骨架的稳定化及除模板剂新方法 453
15.10.4 介孔材料与大孔材料 453
15.10.5 组合法合成 453
15.10.6 拓宽多孔材料研究范围 454
参考文献 454
第16章 先进陶瓷材料的制备化学 461
第1节 超微粉体的制备化学 462
16.1.1 粉体的固相法合成 462
16.1.2 粉体的液相法合成 467
16.1.3 化学气相法合成 473
第2节 陶瓷成型和烧结过程的制备化学 475
16.2.1 陶瓷成型 475
16.2.2 烧结过程的制备化学 478
参考文献 483
第17章 非晶态材料及其制备化学 486
第1节 非晶的结构 486
17.1.1 非晶的形态学 486
17.1.2 非晶的长程无序 488
17.1.3 分子动力学计算机模拟 490
17.1.4 非晶合金中的原子扩散 492
第2节 非晶合金的形成规律 494
17.2.1 形成非晶合金的合金化原则 494
17.2.2 形成金属玻璃半经验判据 494
17.2.3 热力学Тo线判据 496
17.2.4 高压下非晶合金的形成 500
第3节 非晶材料制备技术 502
17.3.1 熔液急冷法 502
17.3.2 雾化法 503
17.3.3 激光熔凝法 505
17.3.4 乳化液滴法 506
17.3.5 机械法 507
17.3.6 固态反应法 510
17.3.7 辐照法 510
第4节 非晶合金的应用 512
17.4.1 非晶软磁合金 512
17.4.2 非晶催化材料 514
17.4.3 非晶结构材料 515
17.4.4 非晶耐蚀合金 515
17.4.5 大块非晶合金 516
17.4.6 其它应用 519
参考文献 520
第18章 纳米粒子与材料的制备化学 523
第1节 引言 523
18.2.1 低温粉碎法 525
第2节 由固态制备纳米粒子 525
18.2.2 超声波粉碎法 526
18.2.3 机械合金法(高能球磨法) 526
18.2.4 爆炸法 527
18.2.5 固相热分解法 527
第3节 由溶液制备的纳米粒子 527
18.3.1 沉淀法 528
18.3.2 络合沉淀法 528
18.3.3 水解法 528
18.3.4 水热法 528
18.3.5 溶剂热合成技术 530
18.3.6 醇盐法 531
18.3.7 溶胶-凝胶法 532
18.3.8 微乳液法 534
18.3.10 喷雾热分解法 535
18.3.9 溶剂蒸发法 535
18.3.11 冷冻干燥法 536
18.3.12 还原法 536
18.3.13 Υ射线辐照法 536
18.3.14 模板合成法 537
第4节 由气体制备纳米粒子 537
18.4.1 真空蒸发法 538
18.4.2 等离子体法 538
18.4.3 化学气相沉积法 538
18.4.4 激光气相合成法 540
第5节 纳米粒子与材料制备 540
18.5.1 纳米催化剂 541
18.5.2 纳米陶瓷 541
18.5.5 无机-有机纳米复合材料 542
18.5.4 纳米光学材料 542
18.5.3 纳米磁性材料 542
参考文献 543
第19章 无机膜的制备化学 545
第1节 概论 545
19.1.1 无机膜及其发展概况 545
19.1.2 无机膜的技术应用 546
19.1.3 无机膜制备技术 547
第2节 有机和高聚物辅助的新型陶瓷工艺制备多孔陶瓷支撑膜和微滤膜 550
19.2.1 陶瓷工艺过程用的添加剂 550
19.2.2 挤压成型法 552
19.2.3 流延法 554
19.2.4 支撑体膜的其它制作方法 555
19.2.5 不对称结构微滤膜的制备 555
第3节 溶胶-凝胶法制备多孔陶瓷膜 558
19.3.1 溶胶-凝胶基本原理 558
19.3.2 无机陶瓷膜中孔形成机制 562
19.3.3 浸渍提拉法 563
19.3.4 湿凝胶膜的干燥与烧结 563
19.3.5 溶胶-凝胶法制备微孔陶瓷膜例 565
第4节 化学气相沉积技术制备无机膜 568
19.4.1 化学气相沉积法基本原理 568
19.4.2 CVD过程在无机膜制备中的应用 570
19.4.3 单一混合源MOCVD法制备多组分氧化物功能薄膜 572
参考文献 574
第20章 合成晶体 577
第1节 从天然晶体到人工晶体 577
20.1.1 晶体的应用和人工晶体的发展 577
20.1.2 人工晶体的分类 579
第2节 晶体形成的科学 580
20.2.1 相变过程和结晶的驱动力 580
20.2.2 成核 582
20.2.3 晶体生长的界面过程 585
20.2.4 晶体生长的输运过程 589
第3节 合成晶体的方法和技术 591
20.3.1 单晶生长方法分类 591
20.3.2 气相生长 593
20.3.3 溶液生长 599
20.3.4 助熔剂(高温溶液)生长 602
20.3.5 熔体生长 605
20.3.6 固相生长 610
第4节 材料设计和新晶体材料的探索 612
20.4.1 从试错法到材料设计 612
20.4.2 带隙工程和半导体发光材料的发展 613
20.4.3 新型激光晶体的探索 617
20.4.4 无机非线性光学晶体的分子工程学 623
参考文献 631