無機化學及固體無機化學物應用發(fā)展

1/1無機化學及固體無機化學物應用發(fā)展一、無機合成與制備化學討論進展

無機合成與制備在固體化學和材料化學討論中占有重要的地位，是化學和材料科學的基礎學科。近年來無機合成與制備化學討論的新進展主要表現(xiàn)為以下幾個方面：

1.1極端條件合成。在現(xiàn)代合成中愈來愈廣泛地應用極端條件下的合成方法與技術來實現(xiàn)通常條件下無法進行的合成，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)。超臨界流體反應之一的超臨界水熱合成就是無機合成化學的一個重要分支。

1.3缺陷與價態(tài)掌握。缺陷與特定價態(tài)的掌握是固體化學和固體物理重要的討論對象，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、導電、催化等都和缺陷與價態(tài)有關。晶體生長行為和材料的反應性與缺陷關系親密，因此，缺陷與價態(tài)在合成中的掌握明顯成為重要的科學題。缺陷與特定價態(tài)的生成和變化與材料最初生成條件有關，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態(tài)。

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

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

二、固體無機化合物的制備及應用

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上進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但不會高于4;鋁、鎵、銦的配位數(shù)大多超過4有的甚至達到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了豐富的試驗依據(jù)。

2.3金屬氫化物的討論。申泮文等設計了有特別攪拌設備的固-液-氣多相反應釜使金屬還原氫化反應在400～500℃范圍內(nèi)進行完全;利用此類反應以新方法合成復合金屬氫化物;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反應

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

3.2原子簇與非線性光學材料。非線性光學材料是目前材料科學中的熱門課題。近10多年來人們對三階非線性光學材料的討論主要集中在半導體、有機聚合物、C60以及酞菁類化合物上而對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合成大量簇合物的基礎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材料更優(yōu)越的三階非線性光限制效應使我國在這一前沿領域的創(chuàng)新工作中占有一席之位。

3.3合成納米材料新方法。納米材料是當前固體物理、材料化學中的又一活躍領域。制備納米材料的方法總體上可分為物理方法和化學方法兩大類。賈殿贈、忻新泉等發(fā)覺用低熱或室溫固相反應法可一步合成各種單組分納米粉體，并進一步開拓了固相反應法制備納米料這一嶄新領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中產(chǎn)物粒子大小的因素的基礎上實現(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合納米粒子。該法不僅使合成工藝大為簡化降低成本而且削減由中間步驟及高溫固相反應引起的諸如產(chǎn)物不純、粒子團聚、回收困難等不足為納米材料的制備供應了一種價廉而又簡易的新方法亦為低熱固相反應在材料化學中找到了極有價值的應用。

3.4綠色化學。綠色化學是一門從源頭上削減或消退污染的化學它解決的實質(zhì)性問題是削減合成反應的污染或無污染。低熱固相化學反應不使用溶劑對環(huán)境的友好及獨特的節(jié)能、高效、無污染、工藝過程簡潔等優(yōu)點使之成為綠色合成化學值得考慮的手段之一。近年來我們在這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的苯偶酰類化合物;嘗試將低熱固相反應合成方法用于芳醛、芳胺及過渡金屬醋酸鹽的原位縮合-配位反應高產(chǎn)率地合成了相應的Schiff堿協(xié)作物。有關固相反應在綠色化學中的應用潛力有待進一步發(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