简述熔盐法的原理

简述熔盐法的原理,第1张

熔盐合成法通常采用一种或数种低熔点的盐类作为反应介质,反应物在熔盐中有一定的溶解度,使得反应在原子级进行。反应结束后,采用合适的溶剂将盐类溶解,经过滤洗涤后即可得到合成产物。

由于低熔点盐作为反应介质,合成过程中有液相出现,反应物在其中有一定的溶解度,大大加快了离子的扩散速率,使反应物在液相中实现原子尺度混合,反应就由固固反应转化为固液反应。该法相对于常规固相法而言,具有工艺简单、合成温度低、保温时间短、合成的粉体化学成分均匀、晶体形貌好、物相纯度高等优点。另外,盐易分离,也可重复使用熔盐合成法是近代发展起来的一种材料合成方法,采用一种或几种熔点较低的盐类作为反应的介质,利用在熔融盐中,合成的反应物具有一定的溶解度这一特征,使反应物在熔融盐的液相中实现原子尺度的充分混合,使合成反应在较短的时间内和在较低的温度下完成。

熔盐法具有工艺简单、合成温度低、保温时间短、合成的粉体化学成分均匀、晶体形貌好、物相纯度高等优点。 以氯化锂(LiCl)、硝酸钾(KNO3)和硝酸钠(NaN03)等盐类为反应介质,无水氯化镁(MgC12)、六水氯化镁(MgC12·6H2O)和碳酸钙(CaC03)为反应原料,采用熔盐合成法制备了氧化镁粉体。

借助扫描电子显微镜(SEM)、X-射线衍射仪(XRD)、热重-差示扫描综合热分析仪(TG-DSC)等手段对反应过程及产物进行了分析和表征。研究结果表明:反应温度为430℃时反应生成物中有MgO相生成,随着热处理温度的升高,MgO的生成量增多,结晶程度有所完善,650℃热处理后产物主要由MgO晶体组成;熔盐介质反应过程中,Mg2+离子与Ca2+离子发生置换反应,生成白云石和碳酸镁等中间产物,白云石最终转变为碳酸镁,碳酸镁分解得到氧化镁。

优势是反应温度低制,制备时间短。

熔岩法的优势就是反应温度低,制备时间短的优点,被广泛应用于无机材料的制备,跟传统的方法对比,有时就在于可以明显缩短反应时间,降低合成温度,制得的分体相对均匀,无团聚现象。

溶盐法通常采用一种或数种低熔点的严厉作为反应介质,反应物在溶液中有一定的熔点度,使得反应在原子级进行

电解熔盐制铝法的主要原料是氧化铝,将其熔化,再经电解而在阴极上得到纯铝。所以成功的关键是降低氧化铝的高达2072℃的熔点。因为要达到这么高的温度和在这么高的温度下进行电解,无论在设备上还是在技术上都有难以逾越的障碍。因此,霍尔设想加入另一种物质来降低这一温度。经过多次实验之后,终于找到了一种含铝的复盐——冰晶石作为电解时的助熔剂,使氧化铝在较低温度(仅约1000℃)下就能溶解于熔化的冰晶石中进行电解。这就攻克了电解熔盐制铝法的最大难关,使其在设备、技术上都切实可行,生产成本也大大降低。此法的又一好处是,由于铝的熔点仅为660℃,所以在约1000℃的电解槽阴极得到的铝是液态的,这样就便于定时放出直接铸成铝锭。


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