合成技术31低温技术

1、合成化学第第 3 章章第第3 3章章 合成技术与方法合成技术与方法 3.1 低温技术及合成低温技术及合成3.2 高温技术及合成高温技术及合成3.3 电解技术及合成电解技术及合成3.4 光化学合成光化学合成3.5 几种新型合成技术几种新型合成技术合成化学第第 3 章章3.1 低温技术低温技术 低温：低于室温的温度。低温：低于室温的温度。 低温技术的发展为某些挥发性化合物的合成低温技术的发展为某些挥发性化合物的合成及新型无机功能材料的合成开辟了新途径。及新型无机功能材料的合成开辟了新途径。合成化学第第 3 章章3.1.1 低温的获得低温的获得 如果某一反应要求在低温下进行，且温度控如果某一反应要求

2、在低温下进行，且温度控制要求不高，如为制要求不高，如为3或更高，则可用以下方法或更高，则可用以下方法获得低温：获得低温： 1. 自来水冷却自来水冷却 室温室温0 反应温度：室温反应温度：室温12，用流动的自来水，用流动的自来水 12 0, 用偶尔加入碎冰块用偶尔加入碎冰块,搅动的水浴搅动的水浴 合成化学第第 3 章章2. 冰冰-盐体系盐体系 0-25 将冰、盐按不同比例磨细均匀混合，可将冰、盐按不同比例磨细均匀混合，可得到不同低共熔点的低温源。得到不同低共熔点的低温源。 NaCl 冰冰=1 3（质量比）（质量比） -21.2 NH4Cl 冰冰=1 4 -15.8 (NH4)SO4 冰冰=2 3

3、 -19 合成化学第第 3 章章3. 冰冰-酸体系酸体系 0-25 浓浓HCl 冰冰=1 1 -37.5 浓浓HNO3 冰冰=1 2 -56 浓浓HSO4 冰冰=1 3 -43 合成化学第第 3 章章4. 非水冷浴非水冷浴 (1)干冰浴（固体干冰浴（固体CO2) 升华点升华点-78.3 溶剂溶剂 无水乙醇无水乙醇 氯仿氯仿 乙醚乙醚 一氯甲烷一氯甲烷 降温至降温至() -72 -77 -78 -82合成化学第第 3 章章(2)液态空气液态空气 -193-186 在适当的液体（如戊烷）中滴入或通入在适当的液体（如戊烷）中滴入或通入液态空气可以得到给定的低温。液态空气可以得到给定的低温。合成化学第

4、第 3 章章(3)低沸点液体低沸点液体低温源低温源 液液NH3 液液SO2 CH3Cl 液液O2 液液H2 液液N2沸点沸点() -33.4 -10 -24.2 -183 -252 -196 注意通风良好注意通风良好 小心使用，小心使用， 防止爆炸防止爆炸合成化学第第 3 章章5. 恒温冷浴恒温冷浴相变致冷浴相变致冷浴 (1)由纯物质的固液平衡或固气平衡相变构成由纯物质的固液平衡或固气平衡相变构成温度恒定。温度恒定。 (2)利用纯物质的沸点作为所恒定的温度利用纯物质的沸点作为所恒定的温度 一般借助于低温恒温器实现恒定低温。一般借助于低温恒温器实现恒定低温。合成化学第第 3 章章3.1.2 低温

5、的测量低温的测量液体温度计液体温度计 利用液体受热膨胀的性质利用液体受热膨胀的性质 水银温度计：水银温度计： -30500 ，准确，但，准确，但Hg在在-38.9 凝固凝固 Hg合金温度计：合金温度计：-59 ，准确，准确 酒精酒精 mp. -114.6 有机液体温度计有机液体温度计 甲苯甲苯 -95 异戊烷异戊烷 -111.3可测可测-30-200 ，但，但准确性较差，需常校准确性较差，需常校正正合成化学第第 3 章章2. 压力（蒸气压）温度计压力（蒸气压）温度计 原理：所测温度的液体的蒸气压与温度有原理：所测温度的液体的蒸气压与温度有一确定的关系。一确定的关系。 它是一种很精密，且很方便的

6、测量低温的它是一种很精密，且很方便的测量低温的方法。方法。CRTLP303.2lgL为气化热合成化学第第 3 章章 图图3-1 蒸气压温度计蒸气压温度计被测温体系被测温体系感温部件感温部件合成化学第第 3 章章3.1.3 低温下的化学合成低温下的化学合成 许多物质的分离和制备，都必须在低温下进行。许多物质的分离和制备，都必须在低温下进行。1. 非水溶剂中的低温合成非水溶剂中的低温合成 许多在非水溶剂中进行的反应必须在低温下进许多在非水溶剂中进行的反应必须在低温下进行，因为它们只有在低温下才呈液体状态，如行，因为它们只有在低温下才呈液体状态，如NH3、SO2、HF等，其中液等，其中液NH3是研究

7、得最多，也是研究得最多，也是是应用最广的非水溶剂。应用最广的非水溶剂。合成化学第第 3 章章(1) 液氨体系液氨体系 氨基化合物的制备氨基化合物的制备 利用碱金属和碱土金属与液利用碱金属和碱土金属与液NH3 的作用可制的作用可制备金属的氨基化合物。备金属的氨基化合物。M+NH3(l)Pt or Fe3-33MNH2+H2 M=Li, Na, K, Rb, CsM(NH2)2+H2 M=Ca, Sr, Ba, Eu, Yb合成化学第第 3 章章 Be和和Mg不溶于液氨，也不与其反应，但不溶于液氨，也不与其反应，但是当有少量是当有少量NH4+存在时，存在时，Mg能同液氨反应而能同液氨反应而生成不溶

8、性氨基化合物，此时，生成不溶性氨基化合物，此时， NH4+起催化剂起催化剂的作用。的作用。 Mg + 2NH4+ Mg2+ + 2 NH3 +H2 Mg2+ + 4NH3(l) Mg(NH2)2+ 2NH4+总反应：总反应： Mg + 2NH3(l) Mg(NH2)2+ H2合成化学第第 3 章章 此外，许多化合物在液氨中氨解也可得到相此外，许多化合物在液氨中氨解也可得到相应的氨基化物。应的氨基化物。 MH + NH3(l) MNH2+H2 M2O+ NH3(l) MNH2 + MOH BCl3 + 6NH3(l) B(NH2)3 + 3NH4ClM代表碱金属代表碱金属 0B2(NH)3+3N

9、H33BI3+9 NH3(l) B2(NH)3+ 6NH4I合成化学第第 3 章章 某些异常价态的特殊配合物的合成某些异常价态的特殊配合物的合成 利用碱、碱土金属液氨溶液的强的还原性利用碱、碱土金属液氨溶液的强的还原性可以制备某些异常价态的配合物。可以制备某些异常价态的配合物。 Mn2(CO)10 +2K 2KMn(CO)5 在这类反应中，液氨给活泼金属在这类反应中，液氨给活泼金属K提供了一个提供了一个相当适用的介质，而对反应物来说，它又是一相当适用的介质，而对反应物来说，它又是一个很好的溶剂。个很好的溶剂。NH3(l)合成化学第第 3 章章 非金属同液氨的作用非金属同液氨的作用 非金属单质，

10、如非金属单质，如S、I2、Se、P等或多或等或多或少地溶于液氨中。少地溶于液氨中。 合成化学第第 3 章章 硫是非金属中最易溶于液氨的，得绿色溶硫是非金属中最易溶于液氨的，得绿色溶液，将此溶液冷却到液，将此溶液冷却到 -84.6时变成红色溶液。时变成红色溶液。此溶液可与此溶液可与Ag+盐反应生成盐反应生成Ag2S，如果将此，如果将此溶液蒸发可得到溶液蒸发可得到S4N4。 S + NH3(l) S(NH3)x-84.6冷却冷却Ag+蒸发蒸发红色溶液红色溶液Ag2SS4N4合成化学第第 3 章章 臭氧在臭氧在-78同液氨反应可得同液氨反应可得NH4NO3(无水无水) 4O3+2NH3(l) NH4

11、NO3 + H2O + 4NO2 98%同时有：同时有： 3O3+2NH3(l) NH4NO2 + H2O + 3O2 -78 -78 2%合成化学第第 3 章章(2) 液态液态SO2体系体系(-75-10.2) 与金属氧化物反应与金属氧化物反应 Na2O + 2SO2(l) 2Na2S2O5 （一缩二亚硫酸钠一缩二亚硫酸钠） CaO + 2SO2(l) CaS2O5 合成化学第第 3 章章与盐反应与盐反应 4KBr + 4SO2(l) 2K2SO4 + S2Br2 + Br2 2KI + 2SO2(l) K2SO4 + S + I2 WCl6 + SO2(l) SOCl2 + WOCl4 P

12、Cl5 + SO2(l) POCl3 + SOCl2合成化学第第 3 章章(3) 液态液态N2O4体系体系(-11.221.15) 在硝酸盐的水溶液法制备中，只有碱金在硝酸盐的水溶液法制备中，只有碱金属和属和Ag+的硝酸盐是无水晶体，几乎所有其的硝酸盐是无水晶体，几乎所有其它硝酸盐都带有结晶水，而且过渡金属的硝它硝酸盐都带有结晶水，而且过渡金属的硝酸盐几乎不能用加热脱水的方法得到，否则酸盐几乎不能用加热脱水的方法得到，否则分解。分解。 N2O4是制备无水硝酸盐的理想溶剂。是制备无水硝酸盐的理想溶剂。合成化学第第 3 章章2. 低温下稀有气体化合物的合成低温下稀有气体化合物的合成 稀有气体：氦、

13、氖、氩、氪、氙、氡稀有气体：氦、氖、氩、氪、氙、氡 nobel gases 1933年，鲍林预言：稀有气体能形成化合物年，鲍林预言：稀有气体能形成化合物 1962年，巴特利特合成了年，巴特利特合成了XePtF6，第一个稀有气体，第一个稀有气体化合物。化合物。 1963年，克拉森等首先将年，克拉森等首先将Xe和和F2混合物加热到混合物加热到400成功合成了成功合成了XeF4（无色晶体）。（无色晶体）。 稀有气体混合物本身是在低温下进行分离和提纯的，稀有气体混合物本身是在低温下进行分离和提纯的，所以它们的一些化合物也是在低温下进行合成的。所以它们的一些化合物也是在低温下进行合成的。合成化学第第 3

14、 章章(1) 低温下的放电合成低温下的放电合成 1933年，年，Yost等人曾用放电法制备氟化氙，但等人曾用放电法制备氟化氙，但未获成功，直到未获成功，直到1963年年Kirschenbaum等人才用放等人才用放电法成功地制备了电法成功地制备了XeF4。 2F2+Xe XeF4 （无色晶体，无色晶体，mp.117 ,稳定稳定） -78 高压放电11002800V3112mA,3h合成化学第第 3 章章F2、Xe分子比对产物影响很大：分子比对产物影响很大： F2 Xe 1 得得 XeF4 F2 Xe =1 得得 XeF4和和XeF2 F2 Xe 1 得得 XeF2合成化学第第 3 章章 在低温下

15、在低温下XeF4与过量的与过量的O2F2反应时，则可被反应时，则可被氧化成氧化成XeF6：XeF4 + O2F2 XeF6+O2 -78-143 (无色晶体，无色晶体，mp.49.6 ,稳定稳定)(bp.-57 ,mp.-163 )合成化学第第 3 章章或：或： Xe + Cl2 XeCl2微波放电微波放电在在20K(-253 )下收集下收集此外，此外，氯化氙的合成氯化氙的合成： 2F2 + SiCl4(CCl4) +2Xe 2XeCl2 + SiF4(CF4) -80 高频放电高频放电（白色晶体，较稳定，加热至（白色晶体，较稳定，加热至80 分解）分解）合成化学第第 3 章章氟化氪的合成氟化

16、氪的合成： Kr + F2 KrF2 KrF2为白色固体，具有挥发性，为白色固体，具有挥发性，-30以下以下稳定，室温下自动分解为稳定，室温下自动分解为Kr 和和 F2；它能溶于无；它能溶于无水水HF。 -183 7002200V2437mA, 低压放电低压放电合成化学第第 3 章章图图3-2 放电合成氟化氪的装置放电合成氟化氪的装置合成化学第第 3 章章(2) 低温光化学合成低温光化学合成 光化学反应是由可见和紫外光所引起的化学反应。光化学反应是由可见和紫外光所引起的化学反应。这些反应一般都是分子的激发态直接参与下进行的。一这些反应一般都是分子的激发态直接参与下进行的。一个分子只有在吸收一定

17、的光能之后，才能发生化学反应。个分子只有在吸收一定的光能之后，才能发生化学反应。在吸收光的过程中，分子得到的能量与吸收光的波长成在吸收光的过程中，分子得到的能量与吸收光的波长成反比反比: Ehhc/ 因此必须选择合适的波长，才能完成化学键的改组，因此必须选择合适的波长，才能完成化学键的改组，即才能打破旧键，使原来的分子激发到有较大反应性的即才能打破旧键，使原来的分子激发到有较大反应性的高能态，或被分解为活性碎片高能态，或被分解为活性碎片(活化的原子或自由基活化的原子或自由基)然然后再组成新的化合物。后再组成新的化合物。合成化学第第 3 章章 1962年，年，Weeks等人在等人在-60下用紫外

18、光照射下用紫外光照射Kr、F2 混合物，未得到混合物，未得到KrF2。 1966年，年，Streng将将Kr、F2 (或或 F2O)按按1 1装装入反应器内，在常温下用日光照射入反应器内，在常温下用日光照射5周，说得到周，说得到了了KrF2，但未被重复。，但未被重复。 1975年，年，Slivnik在在 -196 用紫外光照射用紫外光照射Kr、F2 混合液体混合液体48h，得到了，得到了KrF2。 实验证明实验证明T 对光化学反应的影响很大。对光化学反应的影响很大。合成化学第第 3 章章 利用光化学反应，可以在低温下合成利用光化学反应，可以在低温下合成XeF2、KrF2等稀有气体化合物。等稀有

19、气体化合物。 例如例如XeF2的合成，由于氟在紫外区的吸收谱带为的合成，由于氟在紫外区的吸收谱带为250350nm，最大吸收值在，最大吸收值在290nm处，于是采用处，于是采用1kW高压高压汞弧灯的紫外光作光源，经硫酸钴、硫酸镍溶液滤光后，汞弧灯的紫外光作光源，经硫酸钴、硫酸镍溶液滤光后，波长约波长约270nm的光线占的光线占75。该光线由石英透镜聚焦，透。该光线由石英透镜聚焦，透过蓝宝石小窗，射入反应室，反应室内已装好的分压各为过蓝宝石小窗，射入反应室，反应室内已装好的分压各为6666Pa的氙、氟，在紫外光的照射下化合为的氙、氟，在紫外光的照射下化合为XeF2。 合成化学第第 3 章章 图图

20、3-3 光化学合成光化学合成XeF2的装置示意图的装置示意图 合成化学第第 3 章章 其光化学合成的机理是：分子氟受激分解为原子氟，其光化学合成的机理是：分子氟受激分解为原子氟，原于氟与氙生成自由基原于氟与氙生成自由基XeF，然后，然后XeF与与XeF或或F原于碰撞原于碰撞生成生成XeF2。 F2 2F F + Xe XeF XeF + F XeF2 XeF + XeF Xe + XeF2 XeF2是一种致密的白色蜡状固体，具有刺鼻的令人是一种致密的白色蜡状固体，具有刺鼻的令人作呕的气味，极易升华，作呕的气味，极易升华，mp.140，能溶于水。，能溶于水。合成化学第第 3 章章(3) 低温水解

21、合成低温水解合成 氙的氧化物目前尚不能由单质氙和氧直接氙的氧化物目前尚不能由单质氙和氧直接化合而成，只能由氟化氙水解得到。化合而成，只能由氟化氙水解得到。 合成化学第第 3 章章 最初在制成最初在制成XeF4时，就发现它的水解过程比时，就发现它的水解过程比较复杂，经过仔细研究，证明其水解的最终产物较复杂，经过仔细研究，证明其水解的最终产物不是不是Xe(IV)化合物，而是化合物，而是Xe(VI)化合物，反应机化合物，反应机理为理为XeF4水解时发生歧化反应：水解时发生歧化反应： 3XeF4 + 6H2O 2XeO + XeO4 + 12HF XeO Xe + 1/2O2 XeO4 XeO3 +

22、1/2O2总反应式：总反应式： 3XeF4 + 6H2O 2Xe + XeO3 + 12HF + 3/2O2合成化学第第 3 章章XeF6的水解机理比较简单，直接生成的水解机理比较简单，直接生成XeO3： XeF6 + 3H2O XeO3 + 6HF XeF4和和XeF6的水解反应极为剧烈，易引起的水解反应极为剧烈，易引起爆炸。为了减慢和便于控制反应速度，可先用液爆炸。为了减慢和便于控制反应速度，可先用液氮冷却氟化氙，然后加入水，这时便形成凝固状氮冷却氟化氙，然后加入水，这时便形成凝固状态，然后再逐渐使之升温，让反应缓缓进行，直态，然后再逐渐使之升温，让反应缓缓进行，直至加热到室温。水解完毕后

23、，小心将氟化氢和水至加热到室温。水解完毕后，小心将氟化氢和水蒸发掉便可得到潮解状的蒸发掉便可得到潮解状的XeO3白色固体。白色固体。合成化学第第 3 章章 XeO3为无色透明的结晶，吸湿能力强；它在为无色透明的结晶，吸湿能力强；它在 室温下的蒸气压很低，真空下室温下的蒸气压很低，真空下70升华，同升华，同 时显著发生分解并引起爆炸。因此无水的时显著发生分解并引起爆炸。因此无水的 XeO3是一种烈性爆炸物。是一种烈性爆炸物。合成化学第第 3 章章 XeO3的水溶液很稳定，但在光照下会缓慢的水溶液很稳定，但在光照下会缓慢 分解产生少量的臭氧，为了获得最大的稳定分解产生少量的臭氧，为了获得最大的稳定

24、 性，可把溶液储存在暗处。性，可把溶液储存在暗处。 XeO3的水溶液的水溶液 有强氧化性，不能与还原性物质相接触。有强氧化性，不能与还原性物质相接触。合成化学第第 3 章章 XeO4的制备也需要低温。将高氙酸盐放入带的制备也需要低温。将高氙酸盐放入带支管的玻璃容器中，在室温下缓慢滴入支管的玻璃容器中，在室温下缓慢滴入-5的浓的浓硫酸，则生成硫酸，则生成XeO4气体（无色），将此气体收集气体（无色），将此气体收集在液氮冷凝器中，呈黄色固体，然后进行真空升在液氮冷凝器中，呈黄色固体，然后进行真空升华，即得纯的华，即得纯的XeO4，储存于，储存于-78 的冷凝器中。的冷凝器中。高氙酸盐与浓硫酸的反应

25、式：高氙酸盐与浓硫酸的反应式： Na4XeO6 + 2H2SO4 XeO4 + 2Na2SO4 + 2H2O Ba2XeO6 + 2H2SO4 XeO4 + 2BaSO4 + 2H2O合成化学第第 3 章章 高氙酸盐的制备高氙酸盐的制备 在在XeO3的水溶液中加入的水溶液中加入Ba(OH)2，则生成高，则生成高氙酸钡沉淀。氙酸钡沉淀。 XeO3 + 2Ba(OH)2 + 13H2O Ba2XeO6 15H2O XeO4 固体极不稳定，甚至在固体极不稳定，甚至在-40 也发生爆也发生爆炸，其反应式为：炸，其反应式为： XeO4 Xe + 2O2 因此需要在因此需要在-78 下保存。下保存。合成化

26、学第第 3 章章3. 低温下挥发性化合物的合成低温下挥发性化合物的合成 挥发性化合物的熔、沸点都较低，而且合挥发性化合物的熔、沸点都较低，而且合成时副反应较多，故它们的合成与纯化都需要成时副反应较多，故它们的合成与纯化都需要在低温下进行。这类化合物低温合成的例子很在低温下进行。这类化合物低温合成的例子很多，这里仅以氢氰酸的合成为例加以介绍。多，这里仅以氢氰酸的合成为例加以介绍。合成化学第第 3 章章 氢氰酸是一种无色剧毒的气体，有苦杏仁味，氢氰酸是一种无色剧毒的气体，有苦杏仁味，mp.-13.24，bp.25.70，燃烧时发红蓝的火焰。，燃烧时发红蓝的火焰。可以任意比与水、酒精、乙醚混合。可以

27、任意比与水、酒精、乙醚混合。合成化学第第 3 章章 反应式：反应式： 2NaCN + H2SO4Na2SO4 + 2HCN1. .发生瓶，发生瓶，2. 滴液漏斗，滴液漏斗，3. 冷凝管，冷凝管，4、5. 吸滤瓶，吸滤瓶，6. 收集瓶收集瓶 图图3-4 制备氢氰酸的装置示意图制备氢氰酸的装置示意图合成化学第第 3 章章4. 冷冻干燥法合成氧化物和复合氧化物粉末冷冻干燥法合成氧化物和复合氧化物粉末 从溶液中制备无机材料，最早是用沉淀从溶液中制备无机材料，最早是用沉淀法。由于该法需添加沉淀剂，有时不可避免法。由于该法需添加沉淀剂，有时不可避免地会混入杂质。于是，化学工作者近年来又地会混入杂质。于是，

28、化学工作者近年来又开发了开发了冷冻干燥法、醇盐水解法、喷雾干燥冷冻干燥法、醇盐水解法、喷雾干燥法、喷雾分解法、蒸发法法、喷雾分解法、蒸发法等新方法。等新方法。合成化学第第 3 章章 冷冻干燥法是合成金属氧化物、复合氧冷冻干燥法是合成金属氧化物、复合氧化物等精细陶瓷粉末的有效方法之一。化物等精细陶瓷粉末的有效方法之一。 通常是将要制备的化合物原料（可溶性通常是将要制备的化合物原料（可溶性盐）调制成所要求浓度的水溶液，把该水溶盐）调制成所要求浓度的水溶液，把该水溶盐经过喷嘴喷雾冷冻成微小液滴，被冷冻的盐经过喷嘴喷雾冷冻成微小液滴，被冷冻的液滴经过加热使冰升华，得松散的无水盐，液滴经过加热使冰升华，

29、得松散的无水盐，最后煅烧之，即得所要制的化合物陶瓷粉末。最后煅烧之，即得所要制的化合物陶瓷粉末。 合成化学第第 3 章章(1) 冷冻干燥制备冷冻干燥制备 图图3-5 液滴冷冻装置液滴冷冻装置 图图3-6 3-6 真空干燥装置真空干燥装置 合成化学第第 3 章章(2) 实验条件的选择实验条件的选择喷嘴直径和喷射压力的选择喷嘴直径和喷射压力的选择 用冷冻干燥法制备微粉末，粒径的大小取用冷冻干燥法制备微粉末，粒径的大小取决于液滴直径的大小，而液滴直径又取决于喷决于液滴直径的大小，而液滴直径又取决于喷嘴直径和喷射压力。嘴直径和喷射压力。 液滴直径一般要求为液滴直径一般要求为0.10.5mm，所以喷所以

30、喷嘴直径和喷射压力要与之相匹配。嘴直径和喷射压力要与之相匹配。 合成化学第第 3 章章溶液浓度的选择溶液浓度的选择 溶液浓度对有效地冷冻干燥是非常重要的。溶液浓度对有效地冷冻干燥是非常重要的。 通常浓度不能太大，如浓度太大，通常浓度不能太大，如浓度太大， a.a.溶液的冰点很低，这样会延长干燥时间，降溶液的冰点很低，这样会延长干燥时间，降低干燥效率；低干燥效率； b.b.会使溶液在冷却时变成玻璃体，从而发生盐会使溶液在冷却时变成玻璃体，从而发生盐的分离和粒子凝聚。一旦变成玻璃体，通过真空的分离和粒子凝聚。一旦变成玻璃体，通过真空干燥除去其中的水分就要比结晶态时困难得多。干燥除去其中的水分就要比

31、结晶态时困难得多。合成化学第第 3 章章 溶液浓度也不能太低，否则将降低设溶液浓度也不能太低，否则将降低设备的处理能力。备的处理能力。 溶液的浓度应根据实际情况适当选择，溶液的浓度应根据实际情况适当选择，必须保证不使水必须保证不使水-盐分离。盐分离。 合成化学第第 3 章章冷媒的选择冷媒的选择 在冷冻过程中，必须保证不使水在冷冻过程中，必须保证不使水- -盐分盐分离。为此通常是致冷剂的致冷温度越低，离。为此通常是致冷剂的致冷温度越低，效果越好。效果越好。 常用的冷媒有被干冰常用的冷媒有被干冰- -丙酮冷却的己烷丙酮冷却的己烷和液氮。使用前者时液滴的热接触优于后和液氮。使用前者时液滴的热接触优于

32、后者，因为液氮中液滴周围的气体层防碍热者，因为液氮中液滴周围的气体层防碍热传导。传导。合成化学第第 3 章章真空度的选择真空度的选择 在冷冻物的干燥过程中，真空度太高，在冷冻物的干燥过程中，真空度太高，也会防碍热传导，从而影响干燥速度，一也会防碍热传导，从而影响干燥速度，一般要求真空度为般要求真空度为13.33Pa。 合成化学第第 3 章章(3) (3) 冷冻干燥法的特点冷冻干燥法的特点 盐的水溶液容易配制，与沉淀法相比，盐的水溶液容易配制，与沉淀法相比，由于不加入沉淀剂，可避免杂质的混入。由于不加入沉淀剂，可避免杂质的混入。 因为冷冻干燥的液滴中仍保持着溶液因为冷冻干燥的液滴中仍保持着溶液中

33、的离子混合状态，所以组成不发生分离，中的离子混合状态，所以组成不发生分离，可实现原子级的完全混合。可实现原子级的完全混合。 合成化学第第 3 章章 用冷冻干燥法制备无水盐的工艺简单，此用冷冻干燥法制备无水盐的工艺简单，此无水盐的热分解温度与用其它方法制备的相比无水盐的热分解温度与用其它方法制备的相比要低得多，还可避免水合盐溶化的问题。要低得多，还可避免水合盐溶化的问题。 用冷冻干燥法能得到多孔质粉体，热分解用冷冻干燥法能得到多孔质粉体，热分解时气体容易放出，利用流动床煅烧时，气体透时气体容易放出，利用流动床煅烧时，气体透过性好。过性好。 用该法得到微粒子的大小为用该法得到微粒子的大小为0.10

34、.5m。 合成化学第第 3 章章（4）冷冻干燥法应用实例）冷冻干燥法应用实例 日本的横田俊幸以可溶性的日本的横田俊幸以可溶性的MgSO4和和Al2(SO4)3为原料，用冷冻干燥法合成了为原料，用冷冻干燥法合成了MgAl2O4粉末。粉末。合成化学第第 3 章章 用用0.2M的的MgSO4溶液溶液(mp-1.3)和和0.5M的的Al2(SO4)3溶液溶液(mp-6.2)配制成阳配制成阳离子比为离子比为1 2的混合溶液，冷浴为用干冰的混合溶液，冷浴为用干冰-丙酮冷却的己烷，把配好的混合溶液喷射丙酮冷却的己烷，把配好的混合溶液喷射到冷浴中，喷出的液滴直径为到冷浴中，喷出的液滴直径为2030m。冷冻的液滴迅速从冷浴中取出，移入干燥冷冻的液滴迅速从冷浴中取出，移入干燥器中