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第三章 低温合成.ppt

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第三章 低温合成.ppt

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文档介绍

文档介绍:第三章 低温合成
第一页,共57页。
第三章 低温合成
“低温技术被称为尖端技术的命脉”
第一节 低温的获得、测量和控制
一、低温的获得
通常获得低温的途径有:相变制冷、热电制冷、等焓和等熵绝热膨胀可调节,目的是使温度比要求的温度低5℃左右,有一个控制加热器的开关,使温度保持在恒定温度的±℃。
第十五页,共57页。
第二节 低温下的无机合成
一、液氨的性质及其在合成中的应用
1、液氨的性质
它是研究得最多的一个非水溶剂。
它的物理化学性质与水相似,但介电常数很小。正是其介电常数很小,它对离子化合物,尤其是高价离子(CO32-,SO42-,PO43-等)盐的溶解能力很低。但有时要考虑下列两个因素。
Ni2+,Zn2+等形成氨配合物;易被极化的离子化合物(碘化物、硫化物)。
(1)液氨的物理性质
Tb=-33℃。既可作试剂,又可作溶剂——最大优点。
汽化热很大,产生自我冷冻。
第十六页,共57页。
(2)化学性质
液氨与碱金属、碱土金属、非金属及许多化合物均能反应。
M + HN3(l) = MNH2 +1/2H2
该反应随温度升高和相对原子量的增加而加快。
某些碱金属的化合物也能与液氨反应:
MH + NH3 = MNH2 + H2
M2O + NH3 = MNH2 + MOH
NaNH2的制备:
Na(l) + NH3(g) NaNH2 +1/2H2
高温
第十七页,共57页。

[Ni(CN)4]4-的合成
在该合成中,液氨既是低温源,又是很好的溶剂,而且是中间反应物。
但该反应是气-液相反应,反应不可能很完全。在低温下,钠在液氨中形成真溶液,在催化剂存在的条件下(如Fe3+)反应得很完全。
K + NH3 KNH3+ + eNH3-
-33℃
[Ni(CN)4]2- + 2eNH3- [Ni(CN)4]4-
-33℃
第十八页,共57页。
二、半导体材料气体化合物的合成
例1、SiH4气体的合成
在高纯硅的制备中,目前最具有发展前途的是硅烷分解法。关于硅烷的合成方法有很多,其中热分解法的主要过程是:Mg粉和Si粉混合后在H2(或Ar或真空条件下)加热至500℃,生成淡蓝色疏松的Mg2Si。
2Mg + Si = Mg2Si
生成的Mg2Si与固体NH4Cl混合在液氨介质中反应。
Mg2Si +4NH4Cl SiH4 +2MgCl2 + 4NH3
-33℃
第十九页,共57页。
例2、 GeH4气体的合成
2克KOH于25mlH2O + 1克GeO2 + KHGeO3 +
将混合液加到120ml冰醋酸中 再通5min惰性
气体 抽真空得GeH4,Ge2H6 液氮中(-℃)蒸馏除去
Ge3H8,H2O,C2H5OOH CO2+ 碱石灰和Mg(ClO4)2除去
在CS2的泥浆浴中(-℃)蒸馏分离GeH4,Ge2H6 。
10min内
三、低温下稀有气体化合物的合成
1、低温下的放电合成
第二十页,共57页。
1963年,Kixscncnhaum等人用放电法制备XeF4获得成功。
,电极表面的直径2cm,。将反应器浸入-78℃的冷却槽中,体积比为1:2的Xe和F2在常温常压下以136cm3/hr 的速度通人反应器。
放电条件: 从1100V、31mA 2800V、12mA
时间: 3hr
耗: ; Xe
得: XeF4
验证: XeF4 + 4Hg = Xe + 2Hg2F2
低温下