第章溶膠-凝膠法課件

1溶膠-凝膠法第1章21846年Ebelmen發(fā)現(xiàn)凝膠20世紀(jì)30年代W.Geffcken采用金屬醇鹽制備氧化物薄膜1971年Dislich制備了SiO2-B2O-Al2O3-Na2O-K2O多組分玻璃1975年Yoldas和Yamane得到整塊陶瓷和透明氧化鋁膜80年代后玻璃、氧化物涂層功能陶瓷粉料復(fù)合氧化物陶瓷材料重要化學(xué)合成方法1.1溶膠-凝膠法的發(fā)展歷程3一、溶膠-凝膠法基本概念

1.2溶膠-凝膠法的基本原理膠體（colloid）:是一種分散相粒徑很小的分散體系，分散相粒子的質(zhì)量可以忽略，粒子之間的相互作用主要是短程作用力。溶膠（Sol）:是具有液體特征的膠體體系，分散的粒子是固體或者大分子顆粒，分散的粒子大小在1～100nm之間。凝膠（Gel）:是具有固體特征的膠體體系，被分散的物質(zhì)形成連續(xù)的網(wǎng)絡(luò)骨架，骨架空隙中充有液體或氣體，凝膠中分散相的含量很低，一般在1％～3％之間。溶膠無固定形狀固相粒子自由運(yùn)動(dòng)凝膠固定形狀固相粒子按一定網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)固定不能自由移動(dòng)*特殊的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)賦予凝膠很高的比表面積*溶膠與凝膠結(jié)構(gòu)比較4一、溶膠-凝膠法基本概念

前驅(qū)體（Precursor）:所用的起始材料。金屬醇鹽（Metalalkoxide）:有機(jī)醇-OH上的H被金屬所取代的有機(jī)化合物，其通式為M(OR)n，其中M為金屬元素（如Si、Ti、Zr、Al、B等），烷基R=CmH2m＋1，n為金屬的離子價(jià)。陽離子M(OR)n陽離子M(OR)nSiSi(OCH3)4、Si(OC2H5)4GeGe(OC2H5)4AlAl(O-iC3H7)3、Al(O-sC4H9)3ZrZr(O-iC3H7)4TiTi(O-C3H7)4、Ti(OC4H9)4、Ti(OC5H7)4YY(OC2H5)3BB(OCH3)3Ca(OC2H5)2溶膠凝膠合成中常用的醇鹽1.2溶膠-凝膠法的基本原理5一、溶膠-凝膠法基本概念

溶膠-凝膠法（Precursor）:是用含高化學(xué)活性組分的化合物作前驅(qū)體，在液相下將這些原料均勻混合，并進(jìn)行水解、縮合化學(xué)反應(yīng)，在溶液中形成穩(wěn)定的透明溶膠體系；溶膠經(jīng)陳化膠粒間緩慢聚合，形成三維空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的凝膠，凝膠網(wǎng)絡(luò)間充滿了失去流動(dòng)性的溶劑；凝膠經(jīng)過干燥脫去其間的溶劑成為一種多孔空間結(jié)構(gòu)的干凝膠，最后燒結(jié)固化制備出分子乃至納米亞結(jié)構(gòu)的材料。溶解前驅(qū)體溶液溶膠凝膠凝膠水解縮聚老化1.2溶膠-凝膠法的基本原理6金屬醇鹽溶劑（甲醇、乙醇、水等）催化劑（酸或堿）水解、縮合溶膠陳化、縮聚濕凝膠干凝膠成品干燥熱處理醇鹽溶膠-凝膠法的基本過程示意圖1.2溶膠-凝膠法的基本原理7二、溶膠穩(wěn)定機(jī)制雙電層與ζ電位:是溶膠體系中，由于靜電引力的存在會(huì)使溶液中的反離子向顆粒表面靠攏，并排斥同離子，固體表面電荷與溶液中反電荷形成了雙電層結(jié)構(gòu)（左圖）。被吸附的離子與固體表面結(jié)合牢固，固體和液體相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，固體帶動(dòng)部分反離子一起滑動(dòng)。AB面（右圖）是發(fā)生電動(dòng)現(xiàn)象時(shí)的實(shí)際滑動(dòng)面，滑動(dòng)面上的電位即ζ電位。ζ電位等于零時(shí)的pH點(diǎn)成為等電點(diǎn)。φ0+++++++－－－－－－－－－－ABζDistancexfromsurface+++++++++++++++----------------ParticleSurfacechargeliquid1.2溶膠-凝膠法的基本原理1.膠體穩(wěn)定原理-DLVO理論8二、溶膠穩(wěn)定機(jī)制顆粒間的范德華力:通過平板粒子模型計(jì)算1.2溶膠-凝膠法的基本原理1.膠體穩(wěn)定原理-DLVO理論H雙電層的靜電排斥能:通過平板粒子模型計(jì)算9顆粒間的范德華力雙電層靜電排斥能粒子間總作用能1.2溶膠-凝膠法的基本原理二、溶膠穩(wěn)定機(jī)制1.膠體穩(wěn)定原理-DLVO理論粒子間總的相互作用能斥力勢(shì)能大于引力勢(shì)能,膠體處于相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)。引力勢(shì)能大于斥力勢(shì)能,粒子相互靠攏發(fā)生聚沉。10粒子間距H較大時(shí),雙電層未重疊,吸引力起作用,出現(xiàn)極小值a；H縮小到一定距離時(shí)發(fā)生雙電層重疊,排斥力起作用,出現(xiàn)極大值Vmax；H縮短到一定程度時(shí)引力又占優(yōu),出現(xiàn)極小值b,發(fā)生凝膠化。1.2溶膠-凝膠法的基本原理二、溶膠穩(wěn)定機(jī)制1.膠體穩(wěn)定原理-DLVO理論粒子間總的相互作用能11溶膠是固體或大分子顆粒分散于液相的膠體體系，具有很大的界面存在，界面原子的吉布斯自由能比內(nèi)部原子高，粒子間便有相互聚結(jié)從而降低表面能的趨勢(shì)。增加體系中粒子間結(jié)合所須克服的能壘可使之在動(dòng)力學(xué)上穩(wěn)定。增加粒子間能壘通常有三個(gè)基本途徑:(1)使膠粒帶表面電荷；(2)利用空間位阻效應(yīng)；(3)利用溶劑化效應(yīng)。1.2溶膠-凝膠法的基本原理二、溶膠穩(wěn)定機(jī)制2.溶膠穩(wěn)定機(jī)制121.2溶膠-凝膠法的基本原理三、溶膠-凝膠法基本原理1.金屬醇鹽的水解-縮聚反應(yīng)水解反應(yīng):M(OR)n+xH2O→M(OH)x(OR)n-x+xR-OH縮聚反應(yīng):(OR)n-1M-OH+HO-M(OR)n-1→(OR)n-1M-O-M(OR)n-1+H2Om(OR)n-2M(OH)2→[(OR)n-2M-O]m+mH2Om(OR)n-3M(OH)3→[(OR)n-3M-O]m+mH2O+mH+羥基與烷氧基之間也存在縮合反應(yīng):(OR)n-x(HO)x-lM-OH+ROM(OR)n-x-l(OH)x→(OR)n-x(OH)M-O-M(OR)n-x-l(OH)x(OH)x+R-OH131.2溶膠-凝膠法的基本原理例如:正硅酸乙酯的水解-縮聚反應(yīng):a.水解反應(yīng)的機(jī)理是水分子中的氧原子與硅原子發(fā)生親核結(jié)合,就像是羥基取代了烷氧基。b.失醇縮聚反應(yīng)和失水縮聚反應(yīng)都是氧橋合作用產(chǎn)生的縮聚反應(yīng),通過烷氧基化作用和羥橋合作用也可發(fā)生縮聚反應(yīng)。141.2溶膠-凝膠法的基本原理三、溶膠-凝膠法基本原理2.金屬無機(jī)鹽的水解-縮聚反應(yīng)水解反應(yīng):Mn+＋nH2O→M(OH)n＋nH+在較高的溫度下通過可控制的成核作用和晶體生長(zhǎng)獲得溶膠

金屬鹽在過量堿作用下于室溫迅速水解形成凝膠狀沉淀,將過量電解質(zhì)洗去,加入強(qiáng)酸在較高的溫度下分散成溶膠151.2溶膠-凝膠法的基本原理三、溶膠-凝膠法基本原理2.金屬無機(jī)鹽的水解-縮聚反應(yīng)凝膠化脫水凝膠化堿性凝膠化膠粒脫水,擴(kuò)散層中電解質(zhì)濃度增加,凝膠化能壘逐漸減小xM(H2O)nz++yOH-+aA-→MxOu(OH)y-2u(H2O)nAa(xz-y-a)++(xn+u-n)H2OA-——凝膠過程中所加入的酸根離子。當(dāng)x=1時(shí),形成單核聚合物；在x>1時(shí),形成多核聚合物。Mz+可通過O2-、OH-、H2或A-與配體橋聯(lián)。161.2溶膠-凝膠法的基本原理四、溶膠-凝膠法的適用范圍塊體材料多孔材料纖維材料復(fù)合材料粉體材料薄膜及涂層材料溶膠凝膠171.2溶膠-凝膠法的基本原理1.塊體材料結(jié)構(gòu):溶膠－凝膠合成法制備的塊體材料是指具有三維結(jié)構(gòu)，且每一維尺度均大于1mm的各種形狀且無裂紋的產(chǎn)物。工藝:根據(jù)所需獲得材料的性能需求，將前驅(qū)體進(jìn)行水解、溶膠、凝膠、老化和干燥，最終通過熱處理工藝獲得材料。優(yōu)點(diǎn):該方法制備塊體材料具有純度高、材料成分易控制、成分多元化、均勻性好、材料形狀多樣化、且可在較低的溫度下進(jìn)性合成并致密化等優(yōu)點(diǎn)。應(yīng)用:用于制備各種光學(xué)透鏡、功能陶瓷塊、梯度折射率玻璃等。缺點(diǎn):成本較高，生產(chǎn)周期長(zhǎng)，故不適宜材料大規(guī)模的生產(chǎn)。181.2溶膠-凝膠法的基本原理2.多孔材料膠質(zhì)晶態(tài)模板結(jié)構(gòu)性多孔復(fù)制品氣凝膠塊體氣凝膠隔熱多孔材料是由形成材料本身基本構(gòu)架的連續(xù)固相和形成孔隙的流體所組成。

將金屬醇鹽溶解于低級(jí)醇中,水解得到相應(yīng)金屬氧化物溶膠；調(diào)節(jié)pH值,納米尺度的金屬氧化物微粒發(fā)生聚集,形成無定形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的凝膠；將凝膠老化、干燥并作熱處理,有機(jī)物分解后,得到多孔金屬氧化物材料（一般為陶瓷）溶膠－凝膠＋模板工藝多孔材料191.2溶膠-凝膠法的基本原理3.纖維材料溶膠－凝膠制備的Al2O3-YAG纖維

前驅(qū)體經(jīng)反應(yīng)形成類線性無機(jī)聚合物或絡(luò)合物,當(dāng)粘度達(dá)10~100Pa·s時(shí),通過挑絲或漏絲法可制成凝膠纖維,熱處理后可轉(zhuǎn)變成相應(yīng)玻璃或陶瓷纖維克服了傳統(tǒng)直接熔融紡絲法因特種陶瓷難熔融而無法制成纖的困難,工藝可以在低溫下進(jìn)行,纖維陶瓷均勻性好、純度高初始原料混合攪拌前驅(qū)體溶膠濃縮粘性溶膠紡絲凝膠纖維干燥熱處理陶瓷纖維201.2溶膠-凝膠法的基本原理4.復(fù)合材料復(fù)合材料不同組分之間的復(fù)合材料

組成和結(jié)構(gòu)不同的納米復(fù)合材料組成和結(jié)構(gòu)均不同的組分所制備的納米復(fù)合材料

凝膠與其中沉積相組成的復(fù)合材料

干凝膠與金屬相之間的復(fù)合材料有機(jī)－無機(jī)雜化復(fù)合材料解決了材料的制備時(shí)在退火處理過程中,有機(jī)材料易分解的問題211.2溶膠-凝膠法的基本原理5.粉體材料材料可摻雜范圍寬，化學(xué)計(jì)量準(zhǔn)，易于改性溶膠凝膠制備陶瓷粉體具有制備工藝簡(jiǎn)單、無需昂貴的設(shè)備大大增加多元組分體系化學(xué)均勻性反應(yīng)過程易控制，可以調(diào)控凝膠的微觀結(jié)構(gòu)產(chǎn)物純度高，燒結(jié)溫度低等采用溶膠－凝膠合成法,將所需成分的前驅(qū)物配制成混合溶液,經(jīng)凝膠化、熱處理后,一般都能獲得性能指標(biāo)較好的粉末。凝膠中含有大量液相或氣孔,在熱處理過程中不易使粉末顆粒產(chǎn)生嚴(yán)重團(tuán)聚同時(shí)此法易在制備過程中控制粉末顆粒度。鈦酸四丁脂體系納米TiO2粉末

221.2溶膠-凝膠法的基本原理6.薄膜及涂層材料工藝流程:將溶液或溶膠通過浸漬法或旋轉(zhuǎn)涂膜法在基板上形成液膜，經(jīng)凝膠化后通過熱處理可轉(zhuǎn)變成無定形態(tài)（或多晶態(tài)）膜或涂層成膜機(jī)理:采用適當(dāng)方法使經(jīng)過處理的陶瓷基底和溶膠相接觸，在基底毛細(xì)孔產(chǎn)生的附加壓力下，溶膠傾向于進(jìn)入基底孔隙，當(dāng)其中介質(zhì)水被吸入孔道內(nèi)同時(shí)膠體粒子的流動(dòng)受阻在表面截留，增濃，縮合，聚結(jié)而成為一層凝膠膜。對(duì)浸漬法來說，凝膠膜的厚度與浸漬時(shí)間的平方根成正比，膜的沉積速度隨溶膠濃度增加而增加，隨基底孔徑增加而減小優(yōu)點(diǎn):膜層與基體的適當(dāng)結(jié)合可獲得基體材料原來沒有的電學(xué)、光學(xué)、化學(xué)和力學(xué)等方面的特殊性能231.2溶膠-凝膠法的基本原理比較項(xiàng)PVDCVD溶膠－凝膠物質(zhì)源生成膜物質(zhì)的蒸汽含有膜元素的化合物蒸汽、反應(yīng)氣體含膜元素的無機(jī)鹽、醇鹽或羧酸鹽等激活方式消耗蒸發(fā)熱、電離等提供激活能、高溫、化學(xué)自由能加熱處理制備溫度250~2000℃（蒸發(fā)源）25~適合溫度(基片)150~2000℃（基片）300~800℃（基片）膜結(jié)構(gòu)單晶、多晶、非晶單晶、多晶、非晶膜致密性致密致密較致密膜附著性較好好好化學(xué)組成相組成均勻性一般較高高成本高高低溶膠凝膠法上涂層的PZT薄膜的微觀照片241.3溶膠-凝膠合成工藝一、溶膠-凝膠合成生產(chǎn)工藝種類不同溶膠－凝膠過程中凝膠的形成

微粒的形成(gel)前驅(qū)體溶液絡(luò)合物前驅(qū)體水解產(chǎn)物(sol)凝膠(gel)化學(xué)添加劑調(diào)節(jié)pH值或加入電解質(zhì)中和微粒表面電荷蒸發(fā)溶劑H2O催化劑縮聚反應(yīng)絡(luò)合劑減壓蒸發(fā)膠體型絡(luò)合物型無機(jī)聚合物型251.3溶膠-凝膠合成工藝Sol-Gel過程類型化學(xué)特征凝膠前驅(qū)體應(yīng)用膠體型調(diào)整pH值或加入電解質(zhì)使粒子表面電荷中和，蒸發(fā)溶劑使粒子形成凝膠密集的粒子形成凝膠網(wǎng)絡(luò)凝膠中固相含量較高凝膠透明，強(qiáng)度較弱前驅(qū)體溶膠是由金屬無機(jī)化合物與添加劑之間的反應(yīng)形成的密集粒子粉末薄膜無機(jī)聚合物型前驅(qū)體水解和聚合由前驅(qū)體得到的無機(jī)聚合物構(gòu)成的凝膠網(wǎng)絡(luò)剛形成的凝膠體積與前驅(qū)體溶液體積完全一樣證明凝膠形成的參數(shù)－凝膠時(shí)間隨著過程中的其它參數(shù)變化而變化凝膠透明主要是金屬烴氧化物薄膜塊體纖維粉末絡(luò)合物型絡(luò)合反應(yīng)導(dǎo)致較大混合配合體的絡(luò)合物的形成由氫鍵連接的絡(luò)合物構(gòu)成凝膠網(wǎng)絡(luò)凝膠在濕氣中可能會(huì)溶解凝膠透明金屬醇鹽、硝酸鹽或醋酸鹽薄膜粉末纖維261.3溶膠-凝膠合成工藝二、溶膠-凝膠合成生產(chǎn)設(shè)備12345電力攪拌溶膠－凝膠合成反應(yīng)示意圖1.回流裝置2.電力式脈動(dòng)器3.溫度計(jì)4.容器5.水熱裝置1234567磁力攪拌溶膠－凝膠合成反應(yīng)示意圖1.容器2.密封蓋板3.反應(yīng)溶液4.轉(zhuǎn)動(dòng)磁子5.磁力攪拌器加熱板6.溫度調(diào)節(jié)器7.轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器271.3溶膠-凝膠合成工藝三、溶膠-凝膠工藝過程Sol-gel合成材料溶液－溶膠化凝膠化－成型固化處理超細(xì)粉和溶液機(jī)械混合形成膠液

金屬無機(jī)化合物或金屬醇鹽水解

金屬有機(jī)化合物水解

干燥熱處理溶膠-凝膠工藝過程281.3溶膠-凝膠合成工藝三、溶膠-凝膠工藝過程凝膠成形過程前驅(qū)體溶液透明溶膠成膜過程成纖過程霧化收集濕凝膠薄膜纖維粉末干凝膠水和催化劑固化處理階段成品291.3溶膠-凝膠合成工藝四、溶膠-凝膠工藝參數(shù)溶膠凝膠溶膠－凝膠凝膠處理干燥及熱處理前驅(qū)體選擇反應(yīng)配比反應(yīng)時(shí)間溶液pH值反應(yīng)時(shí)間金屬離子半徑絡(luò)合劑催化劑干燥方法熱處理工藝?yán)匣绞嚼匣瘯r(shí)間靜止老化加入老化液常壓干燥超臨界干燥冷凍干燥301.3溶膠-凝膠合成工藝四、溶膠-凝膠工藝參數(shù)1.前驅(qū)體選擇金屬醇鹽金屬無機(jī)鹽易水解、技術(shù)成熟、可通過調(diào)節(jié)pH值控制反應(yīng)進(jìn)程價(jià)格昂貴、金屬原子半徑大的醇鹽反應(yīng)活性極大、在空氣中易水解、不易大規(guī)模生產(chǎn)、受OR烷基的體積和配位影響價(jià)格低廉、易產(chǎn)業(yè)化受金屬離子大小、電位性及配位數(shù)等多種因素影響311.3溶膠-凝膠合成工藝四、溶膠-凝膠工藝參數(shù)2.水解度的影響TEOS水金屬醇鹽物質(zhì)量比水解度R水解度R≤2,水解反應(yīng)則產(chǎn)生了部分水解的帶有-OH的硅烷,從而消耗掉大部分水,縮聚反應(yīng)較早發(fā)生,形成TEOS的二聚體,硅酸濃度減少,凝膠時(shí)間延長(zhǎng)研究表明水解度R≥2,TEOS水解反應(yīng)使大部分的-OR基團(tuán)脫離,產(chǎn)生-OH基團(tuán),形成了部分水解的帶有-OH的硅烷,在這些部分水解的硅烷之間容易反應(yīng)形成二聚體,這些二聚體不再進(jìn)行水解,而是發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)形成三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),從而縮短了凝膠化時(shí)間.321.3溶膠-凝膠合成工藝四、溶膠-凝膠工藝參數(shù)3.催化劑的影響pH值對(duì)TEOS水解、縮聚反應(yīng)速率的影響

331.3溶膠-凝膠合成工藝四、溶膠-凝膠工藝參數(shù)3.催化劑的影響（1）在酸催化條件下,TEOS的水解屬親電子反應(yīng)機(jī)理。首先,TEOS的一個(gè)Si一OR基團(tuán)迅速質(zhì)子化,造成Si原子上的電子云向該一OR基團(tuán)偏移而呈親電性,易受水分子的進(jìn)攻。水分子從另一側(cè)進(jìn)攻Si原子,H2O分子上的電子云向Si偏移而帶一正電荷,此時(shí)Si原子電子云繼續(xù)向質(zhì)子化一OR基團(tuán)偏移造成該Si一OR鍵減弱進(jìn)而脫離,這樣一個(gè)OH一基團(tuán)便取代了一OR基團(tuán)。341.3溶膠-凝膠合成工藝四、溶膠-凝膠工藝參數(shù)3.催化劑的影響按該機(jī)理,因?yàn)榍忠u基團(tuán)H3O+帶正電荷,對(duì)具有較多一OR基團(tuán)的單體Si(OR)4-x.(OH)x有較大吸引力,所以,對(duì)于已經(jīng)發(fā)生OH一取代的TEOS分子來說,其繼續(xù)發(fā)生水解取代的可能性減小。其結(jié)果便是水解產(chǎn)物以Si(OR)3OH居多,聚合反應(yīng)以脫醇聚合為主。由于位阻效應(yīng),水解過程一般容易在硅氧鏈的末端進(jìn)行,這樣就通過不斷聚合、水解形成了一條很大的線性硅氧鏈結(jié)構(gòu)。隨著鏈的伸展,鏈之間又不斷交聯(lián),最后形成了線性交聯(lián)的三維無規(guī)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。酸催化條件下凝膠形成模型351.3溶膠-凝膠合成工藝四、溶膠-凝膠工藝參數(shù)3.催化劑的影響（2）在堿催化條件下，TEOS的水解屬于親核反應(yīng)機(jī)理。體系中的氫氧根離子首先進(jìn)攻硅原子，使硅原子帶負(fù)電性并導(dǎo)致其電子云向另一側(cè)的一OR基團(tuán)偏移，使該基團(tuán)Si－OR鍵減弱并最終斷裂，完成一OR基團(tuán)被OH一基團(tuán)的置換，其反應(yīng)式為:361.3溶膠-凝膠合成工藝四、溶膠-凝膠工藝參數(shù)3.催化劑的影響考慮到被取代基的位阻效應(yīng)和硅原子周圍的電子云密度對(duì)水解反應(yīng)的較大影響,硅原子周圍的烷氧基團(tuán)越少,OH基團(tuán)的置換就越容易進(jìn)行。對(duì)于TEOS分子來講,其第一個(gè)OH基置換速率較慢,而對(duì)已經(jīng)發(fā)生一個(gè)OH一取代的TEOS分子來說,繼續(xù)進(jìn)行OH－置換的可能性大大增加。結(jié)果便是堿催化條件下TEOS的水解產(chǎn)物趨于形成單體硅酸溶液。堿催化條件下的聚合反應(yīng)將以脫水聚合為主。371.3溶膠-凝膠合成工藝四、溶膠-凝膠工藝參數(shù)3.催化劑的影響堿催化條件下凝膠形成模型由于聚合點(diǎn)較多,縮聚將在多維方向發(fā)展,先形成短鏈交聯(lián)結(jié)構(gòu),進(jìn)而形成顆粒狀聚集體,最后這些顆粒相互交聯(lián)形成凝膠,其過程如圖所示。381.3溶膠-凝膠合成工藝四、溶膠-凝膠工藝參數(shù)4.溶膠濃度的影響溶膠濃度降低,凝膠時(shí)間延長(zhǎng),易發(fā)生新的膠溶現(xiàn)象。溶膠濃度高,凝膠時(shí)間縮短,凝膠的均勻性提高。溶膠濃度過高,吸收水分太快,水解也快,對(duì)形成凝膠不利。391.3溶膠-凝膠合成工藝四、溶膠-凝膠工藝參數(shù)5.反應(yīng)溫度的影響反應(yīng)溫度對(duì)凝膠時(shí)間以及是否凝膠有直接關(guān)系升高溫度可以縮短體系的凝膠時(shí)間提高溫度對(duì)醇鹽的水解有利對(duì)水解活性低的醇鹽（如硅醇鹽）,常在加熱下進(jìn)行水解,當(dāng)體系的溫度升高后,體系中分子的平均動(dòng)能增加,分子運(yùn)動(dòng)速率提高,這樣就提高了反應(yīng)基團(tuán)之間的碰撞的幾率,而且可以使更多的前驅(qū)體原料成為活化分子,這相當(dāng)于提高了醇鹽的水解活性,從而促進(jìn)了水解反應(yīng)的進(jìn)行,最終縮短了凝膠時(shí)間。401.3溶膠-凝膠合成工藝四、溶膠-凝膠工藝參數(shù)6.絡(luò)合劑的使用前驅(qū)體溶解度小反應(yīng)活性大水解速度過快絡(luò)合劑減緩反應(yīng)速率避免沉淀乙酰丙酮醋酸二乙醇胺Ti(OPri)4+AcAcH→Ti(OPri)AcAcH+PriOH

(鈦原子的配位數(shù)由4增加到5)例在水解初期，(OPri)配位體首先被水移走，然而AcAc配位可保持時(shí)間相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間，甚至大量的水不能去除，在水解反應(yīng)最后，仍有少量的鈦原子與AcAcH鍵合，這些配位體阻止了進(jìn)一步的聚合，形成穩(wěn)定的膠體溶液41