無機(jī)化學(xué)及固體無機(jī)化學(xué)物應(yīng)用發(fā)展

1/1無機(jī)化學(xué)及固體無機(jī)化學(xué)物應(yīng)用發(fā)展一、無機(jī)合成與制備化學(xué)討論進(jìn)展

無機(jī)合成與制備在固體化學(xué)和材料化學(xué)討論中占有重要的地位，是化學(xué)和材料科學(xué)的基礎(chǔ)學(xué)科。近年來無機(jī)合成與制備化學(xué)討論的新進(jìn)展主要表現(xiàn)為以下幾個(gè)方面：

1.1極端條件合成。在現(xiàn)代合成中愈來愈廣泛地應(yīng)用極端條件下的合成方法與技術(shù)來實(shí)現(xiàn)通常條件下無法進(jìn)行的合成，并在這些極端條件下開拓多種多樣的一般條件下無法得到的新化合物、新物相與物態(tài)。超臨界流體反應(yīng)之一的超臨界水熱合成就是無機(jī)合成化學(xué)的一個(gè)重要分支。

1.3缺陷與價(jià)態(tài)掌握。缺陷與特定價(jià)態(tài)的掌握是固體化學(xué)和固體物理重要的討論對(duì)象，也是打算和優(yōu)化材料性能的主要因素。材料的很多性質(zhì)如發(fā)光、導(dǎo)電、催化等都和缺陷與價(jià)態(tài)有關(guān)。晶體生長行為和材料的反應(yīng)性與缺陷關(guān)系親密，因此，缺陷與價(jià)態(tài)在合成中的掌握明顯成為重要的科學(xué)題。缺陷與特定價(jià)態(tài)的生成和變化與材料最初生成條件有關(guān)，因此，可通過掌握材料生成條件來掌握材料中的缺陷和元素的價(jià)態(tài)。

1.5組合化學(xué)。組合化學(xué)是利用組合論的思想和理論，將構(gòu)建單元通過有機(jī)/無機(jī)合成或化學(xué)法修飾，產(chǎn)生分子多樣性的群體(庫)，并進(jìn)行優(yōu)化選擇的科學(xué)。組合化學(xué)用于合成肽組合庫，也稱組合合成、組合庫和自動(dòng)合成法。組合方法同時(shí)用n個(gè)單元與另外一組n個(gè)單元反應(yīng)，得到全部組合的混合物，即n+n個(gè)構(gòu)建單元產(chǎn)生nn批產(chǎn)物。

1.6抱負(fù)合成。抱負(fù)合成是從易得的起始物開頭，經(jīng)過一步簡(jiǎn)潔、平安、環(huán)境友好、反應(yīng)快速、100%產(chǎn)率獲得目標(biāo)產(chǎn)物。趨近抱負(fù)合成策略之一是開發(fā)一步合成反應(yīng)，如富勒烯及相關(guān)高級(jí)結(jié)構(gòu)的合成，從易得的石墨動(dòng)身，只需一步反應(yīng)即得到目標(biāo)產(chǎn)物，產(chǎn)率44%。趨近抱負(fù)合成策略之二為單元操作。相對(duì)簡(jiǎn)單的分子，如藥物、自然?產(chǎn)物的合成，需要多步反應(yīng)完成。在自然界里，生物實(shí)行多級(jí)合成的策略，在眾多酶的作用下，用前一步催化反應(yīng)的產(chǎn)物作為后續(xù)反應(yīng)的起始物，直至目的產(chǎn)物的生成。

二、固體無機(jī)化合物的制備及應(yīng)用

2.2多孔晶體材料的討論。徐如人、龐文琴等在水熱法合成各種類型分子篩的基礎(chǔ)上進(jìn)展了溶劑熱合成法利用前驅(qū)體和模板劑制備了一系列水熱技術(shù)無法合成的新型磷酸鹽及砷酸鹽微孔晶體所合成的JDF-20是目前世界上孔口最大的微孔磷酸鋁;1989年徐如人、馮守華等首次報(bào)道了微孔硼鋁酸鹽的合成和性質(zhì)之后又獲得了一系列新型微孔硼鋁氯氧化物。其中硼的配位數(shù)可取4也可取3但不會(huì)高于4;鋁、鎵、銦的配位數(shù)大多超過4有的甚至達(dá)到6。全部這些都突破了傳統(tǒng)分子篩純粹由四周體結(jié)構(gòu)基元構(gòu)成的概念為開發(fā)新型結(jié)構(gòu)特征的微孔材料供應(yīng)了豐富的試驗(yàn)依據(jù)。

2.3金屬氫化物的討論。申泮文等設(shè)計(jì)了有特別攪拌設(shè)備的固-液-氣多相反應(yīng)釜使金屬還原氫化反應(yīng)在400～500℃范圍內(nèi)進(jìn)行完全;利用此類反應(yīng)以新方法合成復(fù)合金屬氫化物;以共沉淀還原法置換集中法制備了鈦鐵系、鎳基或鎂基合金等儲(chǔ)氫材料;制造了釹鐵硼等永磁材料合成新工藝。

三、室溫柔低熱固相化學(xué)反應(yīng)

3.1固相反應(yīng)機(jī)理與合成。忻新泉等近10年來對(duì)室溫或近室溫下的固相配位化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行了系統(tǒng)的討論探討了低。熱溫度固-固反應(yīng)的機(jī)理提出并用試驗(yàn)證明了固相反應(yīng)的四個(gè)階段集中-反應(yīng)-成核-生長每步都有可能是反應(yīng)速率的打算步驟;總結(jié)了固相反應(yīng)遵循的特有的規(guī)律;利用固相化學(xué)反應(yīng)原理合成了幾百個(gè)新原子簇化合物、新協(xié)作物以及固配化合物。

3.2原子簇與非線性光學(xué)材料。非線性光學(xué)材料是目前材料科學(xué)中的熱門課題。近10多年來人們對(duì)三階非線性光學(xué)材料的討論主要集中在半導(dǎo)體、有機(jī)聚合物、C60以及酞菁類化合物上而對(duì)金屬簇合物的非線性的討論幾乎沒有。忻新泉等在低熱固相反應(yīng)合成大量簇合物的基礎(chǔ)上開展了探究討論發(fā)覺Mo(WV)-Cu(Ag)-S(Se)簇合物具有比目前已知非線性光學(xué)材料更優(yōu)越的三階非線性光限制效應(yīng)使我國在這一前沿領(lǐng)域的創(chuàng)新工作中占有一席之位。

3.3合成納米材料新方法。納米材料是當(dāng)前固體物理、材料化學(xué)中的又一活躍領(lǐng)域。制備納米材料的方法總體上可分為物理方法和化學(xué)方法兩大類。賈殿贈(zèng)、忻新泉等發(fā)覺用低熱或室溫固相反應(yīng)法可一步合成各種單組分納米粉體，并進(jìn)一步開拓了固相反應(yīng)法制備納米料這一嶄新領(lǐng)域取得了令人耳目一新的成果。如在深化探討影響固相反應(yīng)中產(chǎn)物粒子大小的因素的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了納米粒子大小的可調(diào)變;利用納米粒子的原位自組裝制備了各種復(fù)合納米粒子。該法不僅使合成工藝大為簡(jiǎn)化降低成本而且削減由中間步驟及高溫固相反應(yīng)引起的諸如產(chǎn)物不純、粒子團(tuán)聚、回收困難等不足為納米材料的制備供應(yīng)了一種價(jià)廉而又簡(jiǎn)易的新方法亦為低熱固相反應(yīng)在材料化學(xué)中找到了極有價(jià)值的應(yīng)用。

3.4綠色化學(xué)。綠色化學(xué)是一門從源頭上削減或消退污染的化學(xué)它解決的實(shí)質(zhì)性問題是削減合成反應(yīng)的污染或無污染。低熱固相化學(xué)反應(yīng)不使用溶劑對(duì)環(huán)境的友好及獨(dú)特的節(jié)能、高效、無污染、工藝過程簡(jiǎn)潔等優(yōu)點(diǎn)使之成為綠色合成化學(xué)值得考慮的手段之一。近年來我們?cè)谶@方面做了很多有益的嘗試取得了很多有意義的結(jié)果如嘗試在低熱溫度下用固體FeCl36H2O氧化苯偶銦類化合物勝利地合成了相應(yīng)的苯偶酰類化合物;嘗試將低熱固相反應(yīng)合成方法用于芳醛、芳胺及過渡金屬醋酸鹽的原位縮合-配位反應(yīng)高產(chǎn)率地合成了相應(yīng)的Schiff堿協(xié)作物。有關(guān)固相反應(yīng)在綠色化學(xué)中的應(yīng)用潛力有待進(jìn)一步發(fā)掘尤其是在合成工業(yè)綠色化方面需要更多的投入。

結(jié)語：在近年來取得較