場(chǎng)誘導(dǎo)化學(xué)合成法1教材

1、 場(chǎng)誘導(dǎo)化學(xué)合成法場(chǎng)誘導(dǎo)化學(xué)合成法Materials Induce-synthesized by Fields管自生南京工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院高純氧化鋁透明陶瓷管(1)按化學(xué)組成和特性分無機(jī)非金屬材料無機(jī)非金屬材料 傳統(tǒng)傳統(tǒng)無機(jī)非金屬材料無機(jī)非金屬材料 新型新型無機(jī)非金屬材料無機(jī)非金屬材料 金屬材料金屬材料高分子材料：塑料、合成橡膠、合成纖維高分子材料：塑料、合成橡膠、合成纖維(2)按用途分結(jié)構(gòu)材料：結(jié)構(gòu)材料：利用材料的力學(xué)和理、化性質(zhì)，廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造、工程建設(shè)、交通運(yùn)輸?shù)雀鱾€(gè)工業(yè)部門功能材料：功能材料：利用材料的熱、光、電、磁等性能用于電子、激光、通訊、能源和生物工程等許多高新技術(shù)領(lǐng)

2、域。表1.1 某些精細(xì)陶瓷的應(yīng)用實(shí)例 材料特 性應(yīng)用領(lǐng)域用 途代表物質(zhì)電子材料壓電性點(diǎn)火元件、壓電濾波器、表面波器件，壓電變壓器、壓電振動(dòng)器引燃器、FM、TV，鐘表、超聲波、手術(shù)刀Pb(Zr,Ti)O3, ZrO,LiNbO3, 水晶半導(dǎo)體熱敏電阻、非線性半導(dǎo)體，氣體吸著半導(dǎo)體溫度計(jì)，加熱器，太陽電池，氣體傳感器Fe-Co-Mn-Si-OBaTiO3CdS-Cu2S導(dǎo)電性超導(dǎo)體快離子導(dǎo)體導(dǎo)電材料固體電解質(zhì)Yba2Cu3O7-xNa-Al2O3,-AgI絕緣體絕緣體集成電路襯底Al2O3, MgAl2O4磁性材料磁性硬質(zhì)磁性體鐵氧體磁體（Ba,Sr）O6Fe2O3磁性軟質(zhì)磁性體存儲(chǔ)元件（Zn,M

3、）Fe3O4（M=Mo,Co,Ni,Mg等） 超 硬 材料 耐磨耗性 軸 承Al2O3，B4C 切 削 性 車 刀Al2O3，Si3N4 光學(xué)材料 熒 光 性 激光二極管 發(fā)光二極管全息攝影光通訊，計(jì)測(cè)GaP、GaAsGaAsP 透 光 性透明導(dǎo)電體透明電極SnO2,In2O3 透 光 偏 光 性透光壓電體壓電磁器件(Pb，La)(Zr，Ti)O3 導(dǎo) 光 性 通訊光纜玻璃纖維納納米米粒粒子子制制備備方方法法物理法物理法化學(xué)法化學(xué)法粉碎法粉碎法構(gòu)筑法構(gòu)筑法沉淀法沉淀法水熱法水熱法溶膠凝膠法溶膠凝膠法冷凍干燥法冷凍干燥法噴霧法噴霧法干式粉碎干式粉碎濕式粉碎濕式粉碎氣體冷凝法氣體冷凝法濺射法濺射法

4、氫電弧等離子體法氫電弧等離子體法共沉淀法共沉淀法均相沉淀法均相沉淀法水解沉淀法水解沉淀法氣相反應(yīng)法氣相反應(yīng)法液相反應(yīng)法液相反應(yīng)法氣相分解法氣相分解法氣相合成法氣相合成法氣固反應(yīng)法氣固反應(yīng)法其它方法其它方法(如球磨法如球磨法)納納米米粒粒子子制制備備方方法法氣相法氣相法液相法液相法沉淀法沉淀法水熱法水熱法溶膠凝膠法溶膠凝膠法冷凍干燥法冷凍干燥法噴霧法噴霧法氣體冷凝法氣體冷凝法氫電弧等離子體法氫電弧等離子體法濺射法濺射法真空沉積法真空沉積法加熱蒸發(fā)法加熱蒸發(fā)法混合等離子體法混合等離子體法共沉淀法共沉淀法化合物沉淀法化合物沉淀法水解沉淀法水解沉淀法固相法固相法粉碎法粉碎法干式粉碎干式粉碎濕式粉碎濕式

5、粉碎化學(xué)氣相反應(yīng)法化學(xué)氣相反應(yīng)法氣相分解法氣相分解法氣相合成法氣相合成法氣固反應(yīng)法氣固反應(yīng)法物理氣相法物理氣相法熱分解法熱分解法其它方法其它方法固相反應(yīng)法固相反應(yīng)法 無機(jī)材料物理化學(xué)的研究方法：無機(jī)材料物理化學(xué)的研究方法： 研究無機(jī)材料科學(xué)與工程涉及的各種物質(zhì)聚集狀態(tài)的結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)變化，以及結(jié)構(gòu)對(duì)性能的決定作用。材料結(jié)構(gòu)性能化學(xué)反應(yīng)（組成）基本思路：基本思路：化學(xué)組成化學(xué)組成結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)性能性能決定決定 1. 1. 合成與制備合成與制備 合成：合成： 指促使原子、分子結(jié)合而構(gòu)成材料的化學(xué)與物理過程。 包括：1）尋找新合成方法尋找新合成方法的科學(xué)問題； 2）以適當(dāng)?shù)臄?shù)量和形態(tài)合成材料的技術(shù)問合成材料的

6、技術(shù)問題題； 3）已有材料的新合成方法有材料的新合成方法（如溶膠-凝膠法）及其新形態(tài)新形態(tài)（如纖維、薄膜）的合成。 制備制備研究如何控制原子與分子使之構(gòu)成有用的材料。這一點(diǎn)是與合成相同的，但制備還包括在更為宏觀的尺度宏觀的尺度上或以更大的規(guī)模控制材料的結(jié)構(gòu)，使之具備所需的性能和適用效能， 即包括材料的加工、處理、裝配和制造。簡(jiǎn)而言之，合成與制備就是將原子、分子聚簡(jiǎn)而言之，合成與制備就是將原子、分子聚合起來并最終轉(zhuǎn)變?yōu)橛杏卯a(chǎn)品的一系列合起來并最終轉(zhuǎn)變?yōu)橛杏卯a(chǎn)品的一系列連續(xù)過程。連續(xù)過程。 組成與結(jié)構(gòu)組成與結(jié)構(gòu) 組成組成 指構(gòu)成材料物質(zhì)的原子、分子及其分布；除主要組成以外，雜質(zhì)雜質(zhì)及對(duì)無機(jī)非金屬材

7、料結(jié)構(gòu)與性能有重要影響的微量添加物亦不能忽略。 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)則指組成原子、分子在不同層次上彼此結(jié)合的形式、狀態(tài)和空間分布，包括原子與原子與電子結(jié)構(gòu)電子結(jié)構(gòu)、分子結(jié)構(gòu)、晶體結(jié)構(gòu)、相結(jié)構(gòu)、分子結(jié)構(gòu)、晶體結(jié)構(gòu)、相結(jié)構(gòu)、晶粒結(jié)構(gòu)、表面與晶界結(jié)構(gòu)、缺陷結(jié)構(gòu)等晶粒結(jié)構(gòu)、表面與晶界結(jié)構(gòu)、缺陷結(jié)構(gòu)等；在尺度上則包括納米以下納米以下、納米、微米、毫納米、微米、毫米及更宏觀的結(jié)構(gòu)層次米及更宏觀的結(jié)構(gòu)層次。主要內(nèi)容：主要內(nèi)容：1. 簡(jiǎn)介簡(jiǎn)介 2.光誘導(dǎo)合成光誘導(dǎo)合成3. 微波等離子合成微波等離子合成4. 聲波合成聲波合成5. 重力場(chǎng)在材料合成中的應(yīng)用重力場(chǎng)在材料合成中的應(yīng)用760nm400nm 可見光可見光 電電 磁磁

8、 波波 譜譜紅外線紅外線 紫外線紫外線 射射 線線X射線射線長波無線電波長波無線電波61010101410181022102104108101210161020102410010頻率頻率Hz1610810波長波長m4104100108101210短波無線電波短波無線電波無線電波無線電波cm1 . 0m1034760nmnm1065nm400nm760可見光可見光紅外線紅外線5nmnm4000.04nmnm5nm04. 0紫外光紫外光x 射線射線 射線射線Figure Excitation and deexcitation process in moleculeAbsorption 10-15

9、sS0S2Internal conversion10-14-10-13 sS1T1Fluorescence10-9-10-5Internal and External radiationless conversionIntersystem crossing 10-6 sChemical reactionSinglet excited stateTriplet excited stateElectron transfer（ms)Phosphorescence10-5-10-3Ground state電磁波的范圍電磁波的范圍分子光譜分子光譜半導(dǎo)體的吸收光子后產(chǎn)生電子躍遷方式hvhv0EgEg1）直

10、接躍遷2）間接躍遷a(hv) = A(hv-Eg) 直接躍遷吸收公式3.2(一)激光誘導(dǎo)合成法 激光簡(jiǎn)介 激光與無機(jī)化學(xué)合成激光簡(jiǎn)介 近幾十年來，隨著激光技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展，出現(xiàn)了一門嶄新的邊緣學(xué)科激光化學(xué)激光化學(xué)。 它和經(jīng)典的光化學(xué)反應(yīng)光化學(xué)反應(yīng)一樣，是研究在光子與物質(zhì)相互作剛的過程中，物質(zhì)激發(fā)態(tài)激發(fā)態(tài)的產(chǎn)生、結(jié)構(gòu)、性能及其相互轉(zhuǎn)化的一門學(xué)科。 特點(diǎn): 1)具有亮度高、單色性好、方向性好;2) 高亮度，可以成為一種特殊熱源; 利用這種熱源直接加熱、蒸發(fā)、解離化學(xué)物質(zhì)，可使許多繁雜、艱難的化學(xué)操作變得簡(jiǎn)單可行；3) 激光對(duì)原子、分子選擇性相互作用選擇性相互作用提供了必要條件；4)利用激光的方向性

11、，可實(shí)現(xiàn)微區(qū)域微區(qū)域的高溫化學(xué)反高溫化學(xué)反應(yīng)。應(yīng)。其他類型激光器 1 CO2激光器 2 He-Ne激光器 3 Ar離子激光器 4 準(zhǔn)分子激光器 5 固體激光器 6 自由電子激光器CO2激光器 屬于氣體激光器，分子激光器 波長 911m，最常見10.6 m 效率高 光束質(zhì)量好 功率范圍大（幾瓦幾萬瓦） 運(yùn)行方式多樣 結(jié)構(gòu)多樣CO2激光器工作原理He-Ne激光器 氣體原子激光器 輸出譜線：632.8nm，1.15um，3.39um，以632.8nm為最常見。 功率在mW級(jí)，最大1W 光束質(zhì)量好，發(fā)散角可小于1mrad 單色性好，帶寬可小于20Hz 穩(wěn)定性高He-Ne激光器工作原理能級(jí)圖能級(jí)圖準(zhǔn)分子

12、激光器 準(zhǔn)分子指在激發(fā)態(tài)能夠暫時(shí)結(jié)合成的不穩(wěn)定分子（Excimer） 高重復(fù)率 可調(diào)諧 量子效率高 波長短，紫外到可見區(qū)主要的準(zhǔn)分子激光器主要的準(zhǔn)分子激光器YAG 固體激光器Nd: YAG固體脈沖激光器主要性能指標(biāo)：波長：213、266、355、532、1064 nm 重復(fù)頻率：1-50 Hz（可調(diào)） 能量：連續(xù)可調(diào)，最高達(dá)300 mJ （瞬間可融化、氣 化多種材料及其表面） 脈寬：3-5 ns激光與無機(jī)化學(xué)合成1.激光催化化學(xué)反應(yīng) 2.激光誘導(dǎo)化學(xué)反應(yīng)3.激光選擇化學(xué)反應(yīng)4.激光顯微化學(xué)反應(yīng) 5.激光合成材料中的應(yīng)用 1.激光催化化學(xué)反應(yīng) 激光催化加快化學(xué)反應(yīng)速度表1列舉了一些激光催化反應(yīng)的

13、效果。2.激光誘導(dǎo)化學(xué)反應(yīng) 有些化學(xué)反應(yīng)，在常溫、常壓下難發(fā)生的，但在激光的作用下，反應(yīng)能在常溫常壓下順利進(jìn)行. 例如，BCl3和H2S的反應(yīng)就是代表性的例子。CO2激光器發(fā)射出的10.6m，與BCl3中的B-Cl鍵振動(dòng)頻率相一致，所以BCl3受激發(fā)H2S對(duì)CO2激光是透明的 *32322BClH SBClH SBCl SHHCl 233()3BCl SHBClSHCl323()BClSB SBCl其中BCl2SH很不穩(wěn)定，進(jìn)一步分解為：3.激光選擇化學(xué)反應(yīng) 有些化學(xué)反應(yīng)(熱反應(yīng)、經(jīng)典光化學(xué)反應(yīng)等)在通常條件下是一種方向，而在激光的作用下則會(huì)改變反應(yīng)方向改變反應(yīng)方向?；蚴窃诨旌衔镏校蚴峭凰?/p>

14、中，激光能激發(fā)某些原于、分子原于、分子或同位素或同位素，而其余則不被激發(fā)，這種反應(yīng)稱之為定向反應(yīng)或選擇化學(xué)反應(yīng)。激光選擇化學(xué)反應(yīng)已成了無機(jī)物分離提純無機(jī)物分離提純的全新技術(shù)手段。 激光選擇分離稀土元素 稀土元素的化學(xué)性質(zhì)是非常近似的。用化學(xué)方法分離，不但工藝繁雜，而且效率低，成本高。美國海軍研究所Donohue等人用準(zhǔn)分子激光器的紫外輸出引發(fā)液相中的稀土元素反應(yīng)，成功地分離了銪和鈰。 氧化態(tài)的變化會(huì)引起溶解度、可萃取性或反應(yīng)性溶解度、可萃取性或反應(yīng)性的變化，再用適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)方法就可達(dá)到分離之目的。例如，用氟化氬激光器氟化氬激光器193nm的紫外光輸出激光激發(fā)Eu3+的水溶液，可使Eu3+還原為E

15、u2+，再用SO42-沉淀，而鈰留在溶液之中。反應(yīng)為： 在0.01mol/L的Ce稀土溶液中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，用250nm的激光的激光照射稀土溶液，就會(huì)發(fā)生光氧化反應(yīng)，再用IO3-沉淀，反應(yīng)為： 322()193hvEuH OEuHOHnm224EuSOEuSO342()250hvCeH OCeHOHnm43344()CeIOCe IO4 利用激光的方向性可實(shí)現(xiàn)顯微化學(xué)反應(yīng)顯微化學(xué)反應(yīng)，這在集成電路集成電路和半導(dǎo)體器件半導(dǎo)體器件的生產(chǎn)中可用于修補(bǔ)、掃描無掩膜光刻、歐姆接觸及局部摻雜等。 （a)激光化學(xué)沉積（激光化學(xué)沉積（LCVD） 化學(xué)氣相沉積(CVD)是晶體生長晶體生長和薄膜生長薄膜生長的一種有效技

16、術(shù)， 它是通過加熱置于氧化氧化或還原氣氛中的基板進(jìn)行氣相沉積，通常在整個(gè)基板表面上都有沉積發(fā)生整個(gè)基板表面上都有沉積發(fā)生。CVD特點(diǎn)：基板進(jìn)行長時(shí)間的高溫加熱，因此不能避免雜質(zhì)的遷移和來自基板的自摻。 LCVD優(yōu)點(diǎn)：不用直接加熱整塊基板，可按照需要進(jìn)行沉積?？臻g選擇性好，甚至可使薄膜生長限制在基板的任意微區(qū)上。局部可控沉積局部可控沉積 4.激光顯微化學(xué)反應(yīng)激光沉積與化學(xué)氣相沉積相比具有很多優(yōu)點(diǎn)：(1)激光學(xué)沉積面積只有10-4 cm2，而化學(xué)氣相沉積則是數(shù)個(gè)cm2。(2) SiH4的壓力比化學(xué)氣相沉積高2-3數(shù)量級(jí)。沉積速率比化學(xué)氣相沉積快2-3數(shù)量級(jí)。SiH4/ArCO2激光作用熱源石英片作

17、基板1000-1200硅沉積在石英片Si-SiO2美國南加利福尼亞大學(xué)Christensen5.激光合成精細(xì)陶瓷粉末433423( )4( )( )12( )10.6hvSiHgNHgSi NsHgnmm美國麻省理工學(xué)院的能量及材料加工實(shí)驗(yàn)室的J.Haggar等人CO2激光器激光器(10.6 m)SiH4和NH3混合氣體(強(qiáng)吸收強(qiáng)吸收10.6 m光子光子)在同樣條件下也可合成SiC粉末：42422( )( )2( )6( )10.6hvSiHgC HgSiC sHgnmm 激光合成精細(xì)陶瓷粉末的基本原理：1）利用了反應(yīng)物對(duì)激光的強(qiáng)吸收性強(qiáng)吸收性，用吸收的能量引發(fā)氣相化學(xué)反應(yīng)，生成固態(tài)精細(xì)粉末。

18、2）生成物生成物最好對(duì)激光不吸收不吸收或很少吸收很少吸收。 特點(diǎn)：a.反應(yīng)區(qū)界限很分明，而且范圍小； b. 具有反應(yīng)氣體均勻快速的加熱率； c. 具有生成物的快速冷卻率； d. 具有反應(yīng)溫度的閾值； 當(dāng)溫度高于這一值時(shí)，反應(yīng)快速進(jìn)行，均勻成核。綜上所述：激光在無機(jī)化學(xué)中的應(yīng)用是非常廣泛的。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和激光技術(shù)的發(fā)展，光技術(shù)一定會(huì)在無機(jī)化學(xué)中得到更廣泛的應(yīng)用。脈沖激光沉積鍍膜脈沖激光沉積鍍膜準(zhǔn)分子脈沖激光器所產(chǎn)生的高功率脈沖激光束聚焦作用于靶材料表面，使靶材料表面產(chǎn)生高溫及熔蝕，并進(jìn)一步產(chǎn)生高溫高壓等離子體高溫高壓等離子體（T104K），這種等離子體定向局域膨脹發(fā)射并在襯底上沉積而形

19、成薄膜。準(zhǔn)分子激光器激光束聚光透鏡真空室靶材等離子羽輝基片脈沖激光沉積示意圖脈沖激光沉積鍍膜示意圖優(yōu)點(diǎn)：易于保證鍍膜后化學(xué)計(jì)量比的穩(wěn)定易于保證鍍膜后化學(xué)計(jì)量比的穩(wěn)定反應(yīng)迅速，生長快。反應(yīng)迅速，生長快。定向性強(qiáng)、薄膜分辯率高，能實(shí)現(xiàn)微區(qū)沉積定向性強(qiáng)、薄膜分辯率高，能實(shí)現(xiàn)微區(qū)沉積 生長過程中可原位引入多種氣體生長過程中可原位引入多種氣體 易制多層膜和異質(zhì)膜 易于在較低溫度下原位生長取向一致的結(jié)構(gòu)和外延易于在較低溫度下原位生長取向一致的結(jié)構(gòu)和外延單晶膜單晶膜 Pulsed laser deposition (PLD) was utilized to deposit polytetrafluoroet

20、hylene (PTFE) thin films on cellulosic cotton substrates at room temperature. Scanning electron microscopy micrographs of the deposited films revealed that PTFE grains were uniformly grown on the cotton surface with an average grain size of about 5070 nm. The elemental and chemical compositions of t

21、he deposited.The PTFE-coated fibers showed superhydrophobic properties as evidenced by a water contact angle of 151- compared to a 0- contact angle for pristine cellulosic cotton substrates.Sorting particles with lightFigure The realization of optical fractionation.The threedimensionaloptical lattic

22、e forces particles of one type in a laminar flow to be selectively pushed into the upper flow field. The re-configurability of the optical lattice allows for dynamic updating of particle selection criteria. Optical fractionation by size and by index of refraction wasexperimentally demonstrated by Ma

23、cDonald et al. at flow speeds in excess of 35 m s1.Figure The lab-on-amicroscope concept. Using spatially sculpted light,a user can assemble structures, perform optical fractionation, and control the functionality of light-driven pumps,valves and mixers inside microfluidic channels.These multiple an

24、d dynamic functionalities can be controlled simultaneously through a computer interface.7. 其它高能射線在材料合成中的應(yīng)用其它高能射線在材料合成中的應(yīng)用1）紫外線誘導(dǎo)過渡金屬離子還原為原子TiO2Ag+ /Au 3+TiO2AgAgAgAgAgAghv光還原反應(yīng)Ag抗菌材料廣泛應(yīng)用于電冰抗菌材料廣泛應(yīng)用于電冰箱、空調(diào)、醫(yī)療器械等方箱、空調(diào)、醫(yī)療器械等方面面Figure. (a) TEM image of the platelike triangular gold nanoparticles prepare

25、d by irradiating an aqueous solutioncontaining 10-4 mol/l HAuCl4 and 3 wt % PVA for 48 h withthe 235.4 nm ultraviolet irradiation. (b) Corresponding electron diffraction (ED) pattern.2)可以可控制備過渡金屬納米晶可以可控制備過渡金屬納米晶Figure . TEM image of the hexagonal-shaped gold nano-particles prepared by irradiating an

26、 aqueous solution contain-ing 10-3 mol/L HAuCl4 and 3 wt % PVA for 48 h with thepresent ultraviolet irradiation.Figure. (a) TEM image of the quasi-ellipsoidal shaped gold nanoparticles prepared by irradiating an aqueous solutioncontaining 10-4 mol/L HAuCl4 and 3 wt % PEG for 48 h withthe present ult

27、raviolet irradiation. (b) Corresponding electron diffraction (ED) pattern.(二)等離子誘導(dǎo)合成法 等離子體簡(jiǎn)介 等離子體與無機(jī)化學(xué)合成等離子體簡(jiǎn)介 物質(zhì)除固、液、氣固、液、氣三種狀態(tài)外，還有第四種狀態(tài)，即等離子體狀態(tài)等離子體狀態(tài)。 氣體在外力的作用下發(fā)生電離，產(chǎn)生數(shù)量相等電荷相反的電子電子和正離子、正離子、自由基。 就總體而言是電中性電中性的，故此稱之為等離子體。 閃電、瑰麗的極光、霓虹燈中的電離氣體、火箭噴出來的電離氣體及大氣層的電離氣體都是等離子體。 什么是等離子體什么是等離子體? “Plasma” I. Langm

28、uir 1926 *定義定義1: “包含足夠多的正負(fù)電荷數(shù)目近于相等包含足夠多的正負(fù)電荷數(shù)目近于相等的帶電粒子的物質(zhì)聚集狀態(tài)的帶電粒子的物質(zhì)聚集狀態(tài)?！?固態(tài)等離子體：晶格中正離子與自由電子組合固態(tài)等離子體：晶格中正離子與自由電子組合; 半導(dǎo)體中電子與空穴的組合等。半導(dǎo)體中電子與空穴的組合等。 液態(tài)等離子體：如電解質(zhì)溶液中正負(fù)離子的組合。液態(tài)等離子體：如電解質(zhì)溶液中正負(fù)離子的組合。*定義定義2: “等離子體是由大量帶電粒子組成的非等離子體是由大量帶電粒子組成的非凝聚系統(tǒng)凝聚系統(tǒng)?！?強(qiáng)調(diào)了非凝聚系統(tǒng)，即排除了單純的固態(tài)和液強(qiáng)調(diào)了非凝聚系統(tǒng)，即排除了單純的固態(tài)和液 態(tài)，但包含了電子束和離子束。態(tài)

29、，但包含了電子束和離子束。等離子體定義等離子體定義3: “等離子體是包含足夠多的正負(fù)電荷等離子體是包含足夠多的正負(fù)電荷數(shù)目近于相等的帶電粒子的非凝聚系統(tǒng)數(shù)目近于相等的帶電粒子的非凝聚系統(tǒng)?！?單純氣態(tài)：?jiǎn)渭儦鈶B(tài)： 完全或部分電離了的氣體完全或部分電離了的氣體 (微放電區(qū)電離度下限微放電區(qū)電離度下限 10-6, 大氣壓下大氣壓下 放電空間平均電離度可低至放電空間平均電離度可低至10-12) 非單純氣態(tài)：塵埃等離子體非單純氣態(tài)：塵埃等離子體 霧滴等離子體霧滴等離子體產(chǎn)生方法1. 氣體放電法 在電場(chǎng)作用下獲得加速動(dòng)能的帶電粒子特別是電子與氣體分子碰撞使氣體電離，加之陰極二次電子發(fā)射等其它機(jī)制的作用，

30、導(dǎo)致氣體擊穿放電形成等離子體。2. 光電離法和激光輻射電離法 借入射光子的能量使某物質(zhì)的分子電離. 以形成等離子體條件是光子能量必須大于或等于該物質(zhì)的第一電離能。3. 射線輻照法 用各種射線或者粒子束對(duì)氣體進(jìn)行輻照也能產(chǎn)生等離子體。4. 燃燒法 借助熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)能足夠大的原子、分子間相互碰撞引起電離，產(chǎn)生的等離子體叫火焰等離子體。5. 沖擊波法 靠沖擊波在試樣氣體中通過時(shí)，試樣氣體受絕熱壓縮產(chǎn)生的高溫來產(chǎn)生等離子體，實(shí)質(zhì)上也屬于熱致電離，稱為沖擊波等離子體。 分子活化的幾種主要手段（一）分子活化的幾種主要手段（一） 1. 熱活化熱活化 通過升高反應(yīng)溫度提高分子平動(dòng)能通過升高反應(yīng)溫度提高分子平動(dòng)能

31、k = p z0 exp(-Ea /RT) 2. 催化活化催化活化 是經(jīng)典的但仍是當(dāng)前工業(yè)上應(yīng)用最廣的是經(jīng)典的但仍是當(dāng)前工業(yè)上應(yīng)用最廣的 促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)的主要手段促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)的主要手段 1). 提高提高 碰撞頻率碰撞頻率 z0 ) 2). 在催化劑表面形成有利的分子取向在催化劑表面形成有利的分子取向 (提高方位因子提高方位因子p) 3). 通過形成新的反應(yīng)途徑降低反應(yīng)活化通過形成新的反應(yīng)途徑降低反應(yīng)活化 能能 Ea 分子活化的幾種主要手段（二）分子活化的幾種主要手段（二） 3. 光子活化光子活化 通過合適波長光子對(duì)反應(yīng)物分子內(nèi)能態(tài)通過合適波長光子對(duì)反應(yīng)物分子內(nèi)能態(tài)(轉(zhuǎn)動(dòng)態(tài)、轉(zhuǎn)動(dòng)態(tài)、振動(dòng)態(tài)及電子態(tài)

32、振動(dòng)態(tài)及電子態(tài))的激發(fā)提高反應(yīng)速度，往往也同時(shí)的激發(fā)提高反應(yīng)速度，往往也同時(shí)增加新的反應(yīng)途徑。如膠片感光，天然及人工光合增加新的反應(yīng)途徑。如膠片感光，天然及人工光合作用，各種光化學(xué)反應(yīng)研究等。作用，各種光化學(xué)反應(yīng)研究等。 H2O + hn n OH + H (D DH 242 nm) (H20 僅吸收短于僅吸收短于185 nm 的光的光,到達(dá)地球之太陽光中含此波到達(dá)地球之太陽光中含此波段光很少段光很少) 4. 電子活化電子活化 電子與反應(yīng)分子碰撞產(chǎn)生激發(fā)態(tài)原子、分子、電子與反應(yīng)分子碰撞產(chǎn)生激發(fā)態(tài)原子、分子、 自由基和離子等。自由基和離子等。 等離子體分類等離子體分類 按系統(tǒng)溫度分類按系統(tǒng)溫度分

33、類 ( 1 eV = 11,610 K ) 1. 高溫等離子體高溫等離子體 (LTE) Tg = Ti = Te = = 108-9 K ( 104-5 eV ) 2. 低溫等離子體低溫等離子體 1). 熱等離子體熱等離子體 Tg Ti Te （ LTE ) 5,000 K Tg Ti Tg （ NTE ) 100 K Tg Ti Tg 102 K 電暈層電暈層筒狀電極筒狀電極線電極線電極介質(zhì)阻擋放電介質(zhì)阻擋放電形成條件形成條件:二電極間有絕緣介質(zhì)二電極間有絕緣介質(zhì)存在存在 交變電場(chǎng)交變電場(chǎng)特點(diǎn)：特點(diǎn)：1. 高氣壓高氣壓 (105-106 Pa)高電壓降高電壓降 (103-105 V)低電流密

34、度低電流密度 (10-2-10-3A/cm2)Te Ti Tg 102 K HV（a.c.) 大規(guī)模集成電路制備中的等離子體化學(xué)刻蝕與沉積大規(guī)模集成電路制備中的等離子體化學(xué)刻蝕與沉積 (已大規(guī)模工業(yè)已大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用）應(yīng)用）等離子體平面顯示器等離子體平面顯示器 (PDP) (已進(jìn)入規(guī)模生產(chǎn)階段）已進(jìn)入規(guī)模生產(chǎn)階段）等離子體化工合成及轉(zhuǎn)化等離子體化工合成及轉(zhuǎn)化 （O3發(fā)生器，已工業(yè)化半世紀(jì)，發(fā)生器，已工業(yè)化半世紀(jì)，CH4轉(zhuǎn)化，轉(zhuǎn)化，煤轉(zhuǎn)化，等離子體引發(fā)聚合，煤轉(zhuǎn)化，等離子體引發(fā)聚合，)等離子體環(huán)境工程等離子體環(huán)境工程 （燃煤電廠煙氣中氮、硫氧化物脫除燃煤電廠煙氣中氮、硫氧化物脫除，VOC脫脫除，除

35、， 汽車尾氣中氮氧化物脫除，汽車尾氣中氮氧化物脫除，固體廢料處理固體廢料處理，)紡織品等材料表面的等離子體改性紡織品等材料表面的等離子體改性 ( (已產(chǎn)業(yè)化）已產(chǎn)業(yè)化）等離子體各種新型材料等離子體各種新型材料 （金剛石，類金剛石，碳納（金剛石，類金剛石，碳納米管，米管，)等離子體化學(xué)的主要應(yīng)用等離子體化學(xué)的主要應(yīng)用等離子體納米粉制備系統(tǒng)等離子體發(fā)射器等離子體化學(xué)氣相沉積技術(shù)PCVD等離子體化學(xué)氣相沉積設(shè)備CH4高溫等離子體的應(yīng)用 由于高溫等離子體溫度高，所以在無機(jī)合成中不能用來合成熔點(diǎn)低、易揮發(fā)、易分解的化合物，而主要用于冶金、合成熔點(diǎn)高、穩(wěn)定性強(qiáng)的化合物(氮化物、氮化物、碳化物、硼化物、氧化

36、物碳化物、硼化物、氧化物等)，制備金屬超微粒子，噴涂防熱防腐層。 1)氧化物粉末的合成- 高溫等離子體制備氧化物 a. 用功率1Mw的等離子體爐熱分解鋯石英鋯石英，再用NaOH熔液處理分解了的粉末，即得ZrO2。其中SiO2的含最低于0.5%。TiO2，ZrO2均是很好的顏料。 b. 用旋轉(zhuǎn)等離子體爐加熱Al2O3(SiO2)和碳的混合物，氣化了的AlO(SiO)與水蒸氣反應(yīng)，可得Al2O3(Al2O3-SiO2)粉末。 c. 以AlCl3(AlCl3+SiCl4)為原料與氧等離子體反應(yīng)，可制得燒結(jié)性好的Al2O3(Al2O3-SiO2)粉末。 d. 把SiCl4通入氧等離子體中，使生成的Si

37、O2熔化，制得石英玻璃，該法制得的石英玻璃與氫氧焰法的相比，含氫最低，是很好的光導(dǎo)纖維材料。 e. 以TiCl4為原料與氧等離子體反應(yīng)生成的TiO2從高溫驟冷(1628到973K)下來，即得金紅石型(高溫穩(wěn)定相) TiO2有較好的耐高溫和耐光性。 2)碳化物、氮化物的合成 在高科技領(lǐng)域中，碳化物、氮化物和硼化物是重要的無機(jī)材料。這些化合物的制備方法有化學(xué)氣相沉積(高溫粉末反應(yīng)等。缺點(diǎn):難以得到高純、微細(xì)的化學(xué)品，采用高溫等離子體合成即可克服這些不足。以SiO2為原料，以CH4為還原劑和碳源，在氬等離子體的作用下，可合成SiC。以有機(jī)硅化合物(SiCH3Cl3等)為原料，用氬等離子體分解，可得粒

38、度500nm的-SiC粉末。c. 以Si粉為原料與氨一氟化氫等離子體作用，可得85的Si3N4粉末。d. 以TaCl4為原料與氮一氫等離子體反應(yīng)，可得TaN。 以TiCl4為原料與氫一甲烷等離子體反應(yīng)，可得產(chǎn)率92的TiC。 低溫等離子體的應(yīng)用 在低溫等離子體中電子擁有足夠的使分子化學(xué)鍵斷裂的能量，而氣體溫度又可保持與環(huán)境溫度相近，這對(duì)化合物的合成是非常有利的。所以近幾十年來，低溫等離子體在金屬材料的表面處理、無機(jī)薄膜材料表面處理、無機(jī)薄膜材料的制備、無機(jī)物的合成等方面發(fā)展十分迅速。 76 1)等離子體化學(xué)沉積(PCVD) a. Si、Ge在熔融狀態(tài)仍具有很高的配位數(shù)，用熔融體驟冷法難以得到非

39、晶態(tài)硅，而用PCVD則易得到。平行平板等離子體裝置中，電子撞擊SiH4氣體解離成SiH3、SiH2、SiH、Si，即在基板上析-Si，其含氫量約10，這種非晶態(tài)的硅是太陽能電池的極好材料。如果在SiH4中摻入PH3和B2H6，則可制得N型和P型薄膜材料。 b. 利用PCVD已制備了非晶態(tài)Si、C、Ge、As等薄膜材料。 c. 作為集成電路用的接線材料，必須具備耐高溫、導(dǎo)電性好等特性。通常使用的是金屬鋁和多晶硅。這兩種材料均存在一定的缺點(diǎn)，鋁在電子遷移方面存在不足，并且由于熔點(diǎn)低，易與硅反應(yīng)，使其應(yīng)用受到限制；多晶硅刻蝕精細(xì)線路困難，電阻也大，因而降低了使用價(jià)值。過渡金屬正好彌補(bǔ)這些不足之處，T

40、ang等人利用PCVD，以WF6(W0F6)為物質(zhì)源，制備了金屬W(Mo)薄膜，以WF6和SiH2為物質(zhì)源制備了WSi薄膜，從而為集成電路接線材料開辟了新的途徑。 6. 等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積 (PECVD) 碳納米管，碳納米管， 納米線半導(dǎo)體材料納米線半導(dǎo)體材料(Plasma Nano-Science)(1) 化學(xué)氣相沉積法（主導(dǎo)地位）化學(xué)氣相沉積法（主導(dǎo)地位）碳納米管碳納米管 納米線納米線 (ZnO等納米線半導(dǎo)體材料）等納米線半導(dǎo)體材料） (2) 等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積法等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積法6. 等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積 (PECV

41、D)(續(xù)續(xù)) 金剛石膜化學(xué)氣相沉積金剛石膜化學(xué)氣相沉積四面體堆積四面體堆積sp3-s s鍵鍵C-C 鍵距鍵距: 1.54 d = 3.51 g/cm3金剛石常溫常壓下向金剛石常溫常壓下向穩(wěn)定晶相石墨的轉(zhuǎn)化穩(wěn)定晶相石墨的轉(zhuǎn)化無氧無氧, 常壓常壓1,000 C方發(fā)生方發(fā)生Ea 170 kcal/moleD DH = 0.45kcal/moleGDActivationH2 ( +e or heat) H + HH + CH4 CH3 + H2 Transport + ReactionSubstrateReactants H2/CH4 (20 760 Torr) (100/1) Diamond ( 7

42、00 1,000 C)substratediamondCH3H atomsH2/HedistrargeCH3N=NCH3/He (1,000 C)Diamond CVD with H and CH3 beamsPeter Chen et al. Science, 263(1994)1596多電極氫電弧等離子體法納米材料制備設(shè)備圖多電極氫電弧等離子體法納米材料制備設(shè)備圖 氫電弧等離子體法 氫電弧等離子體法 該法的原理是M. Uda等提出的；張志焜、崔作林自行設(shè)計(jì)了多電極氫電弧等離子體法納米材料制備裝置。 定義定義：之所以稱為氫電弧等離子體法，主要是用于在制備工藝中使用氫氣作為工作氣體,可大幅度提

43、高產(chǎn)量。其原因被歸結(jié)為氫原子化合時(shí)（H2）放出大量的熱，從而強(qiáng)制性的蒸發(fā)，使產(chǎn)量提高，而且氫的存在可以降低熔化金屬的表面張力加速蒸發(fā)。 二、氫電弧等離子體法合成機(jī)理： 含有氫氣的等離子體與金屬間產(chǎn)生電弧，使金屬熔融，電離的N2、Ar等氣體和H2溶入熔融金屬，然后釋放出來，在氣體中形成了金屬的超微粒子，用離心收集器或過濾式收集器使微粒與氣體分離而獲得納米微粒。 此種制備方法的優(yōu)點(diǎn)是超微粒的生成量隨等離子氣體中的氫氣濃度增加而上升。 例如，Ar氣中的H2占50時(shí)，電弧電壓為3040V，電流為150170 A的情況下每秒鐘可獲得20 mg的Fe超微粒子。 為了制取陶瓷超微粒子，如TiN及AlN，則摻

44、有氫的惰性氣體采用N2氣，被加熱蒸發(fā)的金屬為Ti及Al等。 產(chǎn)量： 以納米Pd為例，該裝置的產(chǎn)率一般可達(dá)到300 g/h 品種：該方法已經(jīng)制備出十多種金屬納米粒子；30多種金屬合金，氧化物；也有部分氯化物及金屬間化物。 產(chǎn)物的形貌和結(jié)構(gòu)：用這種方法，制備的金屬納米粒子的平均粒徑和制備的條件及材料有關(guān)。 粒徑：一般為幾十納米。如Ni；1060 nm間的粒子所占百分?jǐn)?shù)達(dá)約為78% 形狀：一般為多晶多面體,磁性納米粒子一般為鏈狀。微波誘導(dǎo)合成法1. 微波簡(jiǎn)介2. 微波與無機(jī)化學(xué)合成微波是頻率在微波是頻率在0.3300GHz，即波長在，即波長在1000.1cm范圍內(nèi)的電磁波。范圍內(nèi)的電磁波。Hz cm

45、 J/mol 電磁波 頻率 波長 能量 粒子運(yùn)動(dòng)10201018101610141012101010810-1010-810-610-410-2110210111091071051031010-1射線X射線真空紫外紫外可見紅外遠(yuǎn)紅外微波微波無線電波核內(nèi)重排內(nèi)層電子躍遷外層電子躍遷分子振動(dòng)分子轉(zhuǎn)動(dòng)分子轉(zhuǎn)動(dòng)偶極子轉(zhuǎn)向極化界面極化離子跳躍弛豫物質(zhì)對(duì)微波的吸收 分子的運(yùn)動(dòng)包括分子平動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)、核的振動(dòng)及電子的運(yùn)動(dòng)。分子的總能量E總可表示 為 式中的Ee、Ev、Er、E分別代表電子能、振動(dòng)能、轉(zhuǎn)動(dòng)能和平動(dòng)能，除平動(dòng)能之外，前三項(xiàng) 都是量子化的，叫分子的內(nèi)部運(yùn)動(dòng)能內(nèi)部運(yùn)動(dòng)能。分子能態(tài)的躍遷會(huì)吸收或發(fā)射一定的

46、能量，表現(xiàn)為 一定頻率v光子的吸收或發(fā)射，它們之間的關(guān)系是大家熟悉的玻爾頻率條件：evrtEEEEE總EvhcDv亦稱波數(shù)。1)電子光譜波長電子光譜波長:1m-20 nm， 即可見和紫外區(qū)；2) 振動(dòng)光譜波長: 50-1m，位于紅外區(qū);3) 轉(zhuǎn)動(dòng)光譜波長: 10 cm-50m。電磁波譜的范圍和分子能量的關(guān)系電磁波譜的范圍和分子能量的關(guān)系4）微波的波長在微波的波長在0.1cm-100cm之間之間,因而只能激發(fā)分子的轉(zhuǎn)動(dòng)因而只能激發(fā)分子的轉(zhuǎn)動(dòng) 能級(jí)躍遷能級(jí)躍遷升溫速率升溫速率 (T-T0)/t=0.56610-10 e e2fE2/r rCp介質(zhì)微波加熱主要靠：偶極子轉(zhuǎn)向極化；界面極化偶極子轉(zhuǎn)向極

47、化；界面極化實(shí)際介質(zhì)微波有效損耗：eeff ed+ eMW+ es ed:偶極損耗； eMW：界面損耗； es：電導(dǎo)損耗介質(zhì)的復(fù)介電常數(shù)： e e1 i e2 e e1 介電常數(shù)實(shí)部；介電常數(shù)實(shí)部； e e2：介電常數(shù)虛部介電常數(shù)虛部f:微波頻率；微波頻率；E:電場(chǎng)強(qiáng)度；電場(chǎng)強(qiáng)度；r r：介質(zhì)密度；：介質(zhì)密度；Cp：介質(zhì)比：介質(zhì)比熱熱E.T.Thostenson, T.-W.Chou, Composites, Part A 30 (1999) 1005Power Absorbed per Unit VolumeDielectric Loss Factor, e e2 Transparent R

48、espective Reflecting QuartzAluminaThermoplasticsThermosetsWaterElectrolytesSiliconAluminumSteelLiquid Resins微波與無機(jī)化學(xué)合成 早在1967年，N.H.Williams就報(bào)道了用微波加快某些化學(xué)反應(yīng)微波加快某些化學(xué)反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果1986年加拿大的Raymond J.Gigure等人發(fā)現(xiàn)用微波輻射4-氰基苯氧氰基苯氧離子與氰芐離子與氰芐SN2親核取代反應(yīng)親核取代反應(yīng)可以使反應(yīng)速率提高1240倍，并且產(chǎn)率也有不同程度的提高。人們才開始重視用微波控制化學(xué)反應(yīng)。 由于微波具有坷物質(zhì)高效相關(guān)設(shè)

49、備微波輻照系統(tǒng)微波發(fā)射器微波反應(yīng)發(fā)生器反應(yīng)微波爐 微波化學(xué)反應(yīng)系統(tǒng)微波化學(xué)反應(yīng)系統(tǒng)主要包括如下幾大部分 (1)微波功率源。 (2)微波傳輸系統(tǒng) (3)微波反應(yīng)器及其附屬系統(tǒng) 反應(yīng)器還需附設(shè)真空、充氣、高溫、高壓等附屬設(shè)施， 以確保特定反應(yīng)的需要。 (4)多種終端參數(shù)測(cè)控系統(tǒng)：根據(jù)反應(yīng)物的需要必須設(shè)定的如溫度、氣壓等參數(shù)的測(cè)量和使之穩(wěn)定所需的反饋控制系統(tǒng)。微波與傳統(tǒng)電爐固相合成微波與傳統(tǒng)電爐固相合成LiMn2O4的比較的比較 原料：LiOHH2O&Mn2O3 微波：3mins4timesM. Nakayama et al., Solid State Ionics, 164 (2003)

50、35 原料：Li2CO3&MnCO3 電爐：800 5daysQuarts tubeCuOSampleKaowoolCrucible arrangement for microwave irradiation synthesis 2. 三元多晶半導(dǎo)體化合物CuInS2和CuInSe2是太陽能電池的特種材料，傳統(tǒng)上，它們是由元素單質(zhì)在特制的反應(yīng)容器內(nèi)，經(jīng)過長時(shí)間（12h）高溫燃燒合成制得。金屬硼化合物的制備BagHurst等 500 W家用微波爐成功地合成了一系列陶瓷氧化物, 如下表。S、In、Cu、Se石英管中CuInS2和CuInSe2多晶2450MHz400W家用微波爐約家用微波爐

51、約3min哈佛大學(xué)Amdrew教授常見氧化物粉末吸收微波的升溫曲線常見氧化物粉末吸收微波的升溫曲線tmin微波輻照制備氧化物粉體的反應(yīng)裝置 1.反應(yīng)器 2.噴嘴 3.波形攪拌器 4.微波發(fā)生器 5.除塵器 6.出料口 7.吸收器微波輻射法與傳統(tǒng)合成法比較微波可以極大地加快化學(xué)反應(yīng)，消耗的能量卻不多，因此利用微波還可以起到節(jié)約能源的作用。微波法苯甲基氯化物水解反應(yīng)不同加熱方式引發(fā)的不同加熱方式引發(fā)的燃燒波燃燒波的傳播過程的傳播過程t1t2加熱線圈加熱線圈加熱元件加熱元件激光束激光束微波微波t1t2t3t1t2t3t1t2t3中心熱點(diǎn)反應(yīng)前反應(yīng)前沿沿燃燒波傳播緩慢，受樣品性質(zhì)影響很大，甚至發(fā)生“自

52、熄”現(xiàn)象。迅速均勻，易于控制氣相產(chǎn)物逸出方向與燃燒波傳播方向相反，氣體被保留在樣品內(nèi)部，造成產(chǎn)品致密度降低，空隙度增加氣相產(chǎn)物逸出方向與燃燒波傳播方向一致，氣體被驅(qū)趕出來可以獲得致密度較好的產(chǎn)品雜質(zhì)在晶粒間界偏析二次結(jié)晶動(dòng)力學(xué)因素影響較大產(chǎn)品的純度高，粒度小，均一性好燃燒波傳播緩慢，受樣品性質(zhì)影響很大，甚至發(fā)生“自熄”現(xiàn)象。迅速均勻，易于控制氣相產(chǎn)物逸出方向與燃燒波傳播方向相反，氣體被保留在樣品內(nèi)部，造成產(chǎn)品致密度降低，空隙度增加氣相產(chǎn)物逸出方向與燃燒波傳播方向一致，氣體被驅(qū)趕出來可以獲得致密度較好的產(chǎn)品雜質(zhì)在晶粒間界偏析二次結(jié)晶動(dòng)力學(xué)因素影響較大產(chǎn)品的純度高，粒度小，均一性好MgAl2O4I

53、. Ganesh et al., Ceramics International, 31 (2005) 67避免高溫時(shí)反應(yīng)物或產(chǎn)物與空氣作用l輔助吸收劑：強(qiáng)烈吸收微波而迅速升溫，引發(fā)反l 應(yīng)，如石墨、CuO等l稀釋相：不參加反應(yīng)，控制反應(yīng)速度l氧化劑或還原劑：參加反應(yīng)，促進(jìn)傳質(zhì)提供可促使反應(yīng)引發(fā)的微量熱量反應(yīng)物顆粒減小，有利于吸收微波反應(yīng)物充分接觸，有利于擴(kuò)散結(jié)晶水使少量反應(yīng)物溶解，增加傳質(zhì)速度水吸收微波，使反應(yīng)物溫度提高，促進(jìn)反應(yīng)聲場(chǎng)誘導(dǎo)合成法.超聲波簡(jiǎn)介.超聲波與無機(jī)化學(xué)反應(yīng)超聲波簡(jiǎn)介頻率為2104Hz109Hz的聲波叫做超聲波。 1)超聲波作為一種波動(dòng)形式，可以作為一種能量形式與傳聲煤質(zhì)的

54、相互作用，去影響、改變甚至破壞后者的狀態(tài)、性質(zhì)及結(jié)構(gòu)。2)在超聲波基礎(chǔ)特點(diǎn)上發(fā)展起來的超聲技術(shù)，已在許多方面有著廣泛的應(yīng)用。特別是自四十年代發(fā)展起來的超聲化學(xué)超聲化學(xué)，已引起了人們的極大關(guān)注。3)利用超聲波的空化作用，可以提高許多化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)速度，改善目的產(chǎn)物的選擇性產(chǎn)物的選擇性。4) 在催化反應(yīng)領(lǐng)域, 利用超聲產(chǎn)生的空化現(xiàn)象及附加效應(yīng),可以改善催化劑的表面形態(tài)表面形態(tài)，提高催化活性組分在載體上的分散性等。5) 超聲催化能在低的環(huán)境溫度下得到在光解和普通熱情況下不易得到的高能量物種高能量物種并能實(shí)現(xiàn)微觀水平微觀水平上的高高溫高壓條件溫高壓條件。超生誘導(dǎo)反應(yīng)的機(jī)理 超聲作為一種特殊的能量作用形式,與熱能、光能和離子輻射能有顯著的區(qū)別,其在作用時(shí)間、壓力及每個(gè)分子可獲取的能量等方面與傳統(tǒng)能源的差別如圖1。 超聲作用于化學(xué)