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南京水熱合成反應釜與納米技術的共同應用

更新日期:2020-06-23      瀏覽次數:1810
   南京水熱合成反應釜是利用的水熱法實現(xiàn)物料的處理的,也就是在容器內,利用水或者有機溶劑作介質,通過高溫高壓的反應環(huán)境,經過分離和熱處理得到目標產物的方法。它普遍應用于是有化工、橡膠、農藥、燃料、醫(yī)藥等工業(yè),用來完成化工工藝過程的反應。
  水熱合成法一直是納米材料合成的重要方法之一。水熱反應因需要高溫高壓條件,反應器中的具體過程難以被直接觀察,因此水熱合成反應釜也一直被稱為是材料合成中的“黑匣子”。
  如今,科學家利用氧化石墨烯(GO)在流場中取向排列的行為和其凝膠化的能力,繼承和復制了水熱釜中的流場行為,實現(xiàn)了對水熱釜“黑匣子”從不可見到可見的突破。該項研究增進了人們對水熱過程中流體傳熱和傳質行為的理解,對納米材料的水熱合成具有重要的指導意義。
  過去,研究人員往往通過調節(jié)反應溫度、加熱時間或施加攪拌等方式來改變水熱反應的熱力學和動力學過程,但并沒有充分了解水熱反應的真正內在機制。實驗所能獲得的信息僅限于輸入原料、輸出產物及反應條件,對反應釜中具體反應過程尚不清楚。為了有效地控制水熱合成產物的品質,對其中傳熱傳質過程的認識和理解就變得尤為重要。但密封的水熱反應釜以及高溫高壓條件,對其進行原位研究變得幾乎不可能,因此,如何打開這個“黑匣子”已成為水熱法合成材料研究領域中面臨的一個巨大的挑戰(zhàn)。
  研究結果表明,水熱合成反應釜中的流場對納米材料合成的影響是不可忽視的,尤其是在使用大體積反應釜進行規(guī)?;苽涓唛L徑比材料或由納米基元構建的凝膠材料時,流場的影響將會更加明顯,會產生預料之外的雜質或三維塊材內部結構不均勻等現(xiàn)象,應該引起合成領域的關注。這項研究對今后水熱法合成納米材料技術的發(fā)展具有重要的指導意義。
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