1、第一部分無機合成的基礎知識知識點：溶劑的作用與分類例如：根據溶劑分子中所含的化學基團，溶劑可以分為水系溶劑和氨系溶劑根據溶劑親質子性能的不同，可將溶劑分為堿性溶劑、酸性溶劑、兩性溶劑和質子惰性溶劑。例如：丙酮屬于（）溶劑：A氨系溶劑B水系溶劑C酸性溶劑D無機溶劑進行無機合成，選擇溶劑應遵循的原則：（1）使反應物在溶劑中充分溶解，形成均相溶液。（2）反應產物不能同溶劑作用（3）使副反應最少（4）溶劑與產物易于分離（5）溶劑的純度要高、粘度要小、揮發要低、易于回收、價廉、安全等試劑的等級及危險品的管理方法例如酒精屬于（）A一級易燃液體試劑B二級易燃液體試劑C三級易燃液體試劑D四級易燃液體試劑真空的

2、基本概念和獲得真空的方法低溫的獲得及測量高溫的獲得及測量第二部分溶膠-凝膠合成溶膠凝膠法：用含高化學活性組分的化合物作前驅體，在液相下將這些原料均勻混合，并進行水解/醇解、縮聚化學反應，在溶液中形成穩定的透明溶膠體系，溶膠經陳化膠粒間緩慢聚合，形成三維空間網絡結構的凝膠，凝膠網絡間充滿了失去流動性的溶劑，形成凝膠。凝膠經過干燥、燒結固化制備出分子乃至納米亞結構的材料。金屬醇鹽是介于無機化合物和有機化合物之間的金屬有機化合物的一部分，可用通式M（OR）n來表示。M是價態為n的金屬，R代表烷基。金屬醇鹽可看作是醇ROH中羥基的H被金屬M置換而形成的一種誘導體金屬氫氧化物M（OH）n中羥基的H被烷基

3、R置換而成的一種誘導體。金屬醇鹽具有很強的反應活性，能與眾多試劑發生化學反應，尤其是含有羥基的試劑。例如：關于溶膠-凝膠合成法中常用的金屬醇鹽，以下說法錯誤的是（D）A金屬醇鹽可看作是醇ROH中羥基的H被金屬M置換而形成的一種誘導體B金屬醇鹽可看作是金屬氫氧化物M（OH）n中羥基的H被烷基R置換而成的一種誘導體。C金屬醇鹽具有很強的反應活性，能與眾多試劑發生化學反應，尤其是含有羥基的試劑。D異丙醇鋁不屬于金屬醇鹽溶膠-凝膠合成法的應用溶膠一凝膠法作為低溫或溫和條件下合成無機化合物或無機材料的重要方法，在軟化學合成中占有重要地位。在制備玻璃、陶瓷、薄膜、纖維、復合材料等方面獲得重要應用，更廣泛用

4、于制備納米粒子。溶膠與凝膠結構的主要區別：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，粒子自由運動，分散的粒子大小在11000nm之間，具有流動性、無固定形狀。凝膠（Gel）是具有固體特征的膠體體系，被分散的物質形成連續的網狀骨架，骨架空隙中充有液體或氣體，無流動性，有固定形狀。溶膠-凝膠合成法的特點：（1）能與許多無機試劑及有機試劑兼容，通過各種反應物溶液的混合，很容易獲得需要的均相多組分體系。反應過程及凝膠的微觀結構都較易控制，大大減少了副反應，從而提高了轉化率，即提高了生產效率。（2）對材料制備所需溫度可大幅降低，形成的凝膠均勻、穩定、分散性好，從而能在較溫和條件

5、下合成出陶瓷、玻璃、納米復合材料等功能材料。（3）由于溶膠的前驅體可以提純而且溶膠-凝膠過程能在低溫下可控制地進行，因此可制備高純或超純物質。（4）溶膠或凝膠的流變性質有利于通過某些技術如噴射、旋涂、浸拉等加工成各種形狀，容易制備出粉末、薄膜、纖維、塊體等各種形狀的材料。（5）制品的均勻性好，尤其是多組分制品，其均勻度可達到分子或原子尺度，產品純度高。（6）與通常的燒結法相比，合成溫度較低。溶膠一凝膠法也存在某些問題：通常整個溶膠凝膠過程所需時間較長（主要指陳化時間），常需要幾天或幾周；另一方面凝膠中存在大量微孔，在干燥過程中又將會逸出許多氣體及有機物，并產生收縮。第三部分水熱及溶劑熱合成水熱

6、法（HydrothermalSynthesis）,是指在特制的密閉反應器（高壓釜）中，采用水溶液作為反應體系，通過對反應體系加熱、加壓（或自生蒸氣壓），創造一個相對高溫、高壓的反應環境，使得通常難溶或不溶的物質溶解，并且重結晶而進行無機合成與材料處理的一種有效方法。水熱反應依據反應類型的不同可分為水熱氧化、水熱還原、水熱沉淀、水熱合成、水熱水解、水熱結晶等。其中水熱結晶用得最多。例如水熱反應依據反應類型的不同可分為（）A水熱氧化、水熱還原B水熱沉淀、水熱合成C水熱水解、水熱結晶D脫水反應、水解反應低溫水熱：100oC以下；中溫水熱：100-200oC；高溫水熱：300oC以上溶劑熱法（Solv

7、othermalSynthesis），是在水熱法的基礎上發展起來的一種新的材料制備方法，將水熱法中的水換成有機溶劑或非水溶媒（例如：有機胺、醇、氨、四氯化碳或苯等），采用類似于水熱法的原理，以制備在水溶液中無法長成，易氧化、易水解或對水敏感的材料，如III-V族半導體化合物、氮化物、硫族化合物、新型磷（砷）酸鹽分子篩三維骨架結構等。國內實驗室常用于無機合成的簡易水熱反應釜，釜體和釜蓋用不銹鋼制造，反應釜體積較小（100mL）也可直接在釜體和釜蓋設計絲扣，直接相連，以達到較好的密封性能。內襯材料是聚四氟乙烯。采用外加熱方式,以烘箱或馬弗爐為加熱源。由于使用聚四氟乙烯，使用溫度應低于聚四氟乙烯的軟

8、化溫度（250）。釜內壓力由加熱介質產生,可通過裝添度在一定范圍控制，室溫開釜水熱與溶劑熱合成的一般工藝：水熱反應根據反應溫度可分為低溫水熱、中溫水熱和高溫水熱。常用的溶劑熱合成的溶劑有醇類，N,N-二甲基甲酰胺，四氫呋喃，乙腈和乙二胺等。對于水熱合成，反應溫度在300度以上的屬于高溫水熱。例如對于水熱和溶劑熱合成，下列說法正確的是(AC)A水熱與溶劑熱合成主要以液相反應為特點B水熱與溶劑熱合成主要以界面擴散為特點C在溶劑熱條件下，有機溶劑是傳遞壓力的介質，同時起到礦化劑的作用。D實驗室常用的以聚四氟乙烯為內襯材料的水熱反應斧，其使用溫度應低于500度。水熱合成中水的作用：在水熱合成中水的作用

9、可歸納如下：作為化學組分起化學反應；作為反應和重排促進劑；起溶劑作用；起低熔點物質作用；起壓力傳遞介質作用；提高物質溶解度作用。第四部分化學氣相沉積化學氣相沉積是通過化學反應的方式，利用加熱、等離子激勵或光輻射等各種能源，在反應器內使氣態或蒸汽狀態的化學物質在氣相或氣固界面上經化學反應形成固態沉積物的技術。CVD設備的心臟，在于其用以進行反應沉積的反應器。CVD反應器的種類，依其不同的應用與設計難以盡數。以CVD的操作壓力來區分，CVD基本上可以分為常壓與低壓兩種。若以反應器的結構來分類，則可以分為水平式、直立式、直桶式、管狀式烘盤式及連續式等。若以反應器器壁的溫度控制來評斷，也可以分為熱壁式

10、(hotwall)與冷壁式(coldwall)兩種。若考慮CVD的能量來源及所使用的反應氣體種類，我們也可以將CVD反應器進一步劃分為等離子增強CVD(plasmaenhancedCVD，或PECVD)，TEOS-CVD，及有機金屬CVD(metal-organicCVD，MOCVD)等。冷壁CVD和熱壁CVD裝置的特點：熱壁式CVD裝置的的特點是使用外置的加熱器將整個反應室加熱至較高的溫度。顯然，這時薄膜的沉積位置除了襯底上以外，還有所有被加熱到高溫、且接觸反應氣體的所有部分。冷壁式CVD裝置的特點是它們使用感應加熱方式對有一定導電性的樣品臺進行加熱，而反應室壁則由導電性差的材料制成，且由冷

11、卻系統冷卻至低溫。冷壁式裝置可減少CVD產物在容器壁上的沉積。金屬有機化合物（organicmetals,MO）指的是有機基團與金屬元素結合而形成的化合物，如三甲基鋁（TMAl）、m甲基鎵（TMGa）、二乙基鋅（DEZn）等MOCVD裝置與一般CVD裝置的區別僅在于前者使用的是有機金屬化合物作為反應物使用有機金屬化合物的優點在于這類化合物在較低的溫度下即呈氣態存在，避免了Al、Ga、Zn等液態金屬蒸發過程的復雜性，因而其對工藝的敏感性小，重復性好化學氣相沉積的五個主要的步驟（a）反應物擴散通過界面邊界層；（b）反應物吸附在基片的表面；（c）吸附物之間或者吸附物與氣態物質之間的化學沉積反應發生；

12、（d）吸附物從基體解吸；氣體從系統中排出第五部分自蔓延高溫合成（SHS）自蔓延高溫合成：自蔓延高溫合成（Self-PropagatingHighTemperatureSynthesis-SHS），也稱燃燒合成，是一種利用化學反應自身放熱使反應持續進行，最終合成所需材料或制品的新技術。任何化學物質的燃燒只要其結果是形成了有實際用途的凝聚態的產品或材料，都可被稱為SHS過程。在SHS過程中，參與反應的物質可處于固態、液態或氣態，但最終產物一般是固態。絕熱燃燒溫度Tad，是指絕熱條件下燃燒所能達到的最高溫度，即反應放出的熱量全部用來加熱生成產物。絕熱燃燒溫度是描述SHS反應特征的最重要的熱力學參量。

13、它不僅可以作為判斷反應能否自我維持的定性判據，并且還可以對燃燒反應產物的狀態進行預測并且可為反應體系的成分設計提供依據。根據Merzhanov等人提出的經驗判據，絕熱燃燒溫度大于1800K時，自蔓延燃燒反應才能進行。SHS一般有如下特點：由于燃燒溫度高，對雜質有自凈化作用，因此產品純度高令燃波波傳播速度快，生產率高令無須供能，節約能源令可獲得有獨特結構的材料（例如陶瓷內襯鋼管）令工藝設備簡單，成本低SHS反應過程示意圖SHS的技術歸為六類：令SHS粉末：TiC、MoSi2、SiC、SiN、鐵氧體令SHS燒結：Ti-Ni、Ti-Co、Ni-Al、Fe-Al金屬間化合物令SHS致密化：TiC-Al

14、2O3陶瓷刀具令SHS冶金：鋁熱劑令SHS焊接：鋁熱劑焊接鋼軌令SHS涂層：陶瓷內襯鋼管、Fe-Al、鋼結硬質合金涂層。采用離心式自蔓延高溫合成法制備陶瓷內襯復合鋼管的原理及過程：采用自蔓延高溫合成制備陶瓷內襯復合鋼管的反應原理是：Fe2O3+2Al2Fe+Al2O3+836KJ/mol；3Fe3O4+8Al9Fe+4Al2O3+3265KJ/mol反應物粉料經混合、烘干、點火燃燒后，合成反應就從點火處自發地蔓延開去。反應一開始就形成了反應燃燒波，產生大量的熱量，使反應系溫度達20000c以上。在燃燒波前面有預熱區，在燃燒波后面有合成區，隨著反應的進行，反應波迅速前移，高溫合成區和預熱區也迅速

15、前移，生成物區不斷擴大，反應物區不斷縮小，直至反應結束。離心式自蔓延高溫合成制備陶瓷內襯復合鋼管的過程：將Fe2O3（或Fe3O4）和鋁粉按一定比例均勻混合裝入鋼管后，固定在離心機上，待離心機轉數達到一定值后將反應物點燃，便發生燃燒反應。放熱反應的燃燒溫度達2450K，使生成物A12O3和Fe瞬時熔化。在離心力的作用下，密度較小的A12O3分布于鋼管內表面，密度較大的鐵分布在陶瓷層和鋼管之間，并將兩者結合起來，最終形成具有3層結構的陶瓷復合鋼管。采用離心式自蔓延高溫合成法制備陶瓷內襯復合鋼管，離心力的作用是什么離心力的作用主要表現在：（1）有利于Fe和A12O3分層。在離心力作用下，產物的密度

16、差別越大，越容易分層；離心力越大，分層越徹底。但離心力過大，會影響陶瓷層與鐵層之間的結合強度。（2）有利于提高陶瓷的致密度。在燃燒過程中，由于反應物中水分、低熔點雜質的揮發，產生大量氣體，對陶瓷層的性能影響極大。一定離心力的存在，有利于液相產物和氣相產物的分離，加快氣體的逸出，提高陶瓷層的致密度。下圖是采用重力分離式自蔓延高溫合成制備陶瓷內襯復合鋼管的示意圖，簡要敘述該方法制備陶瓷內襯鋼管的原理及過程。將粒度一定的三氧化二鐵粉和鋁粉按一定比例配制成鋁熱劑，充分混合并烘干后置于鋼管內，點燃鋼管上部的反應物料使其發生燃燒反應。由于該燃燒反應的溫度達2000oC以上，使生成物用203和Fe處于熔融狀

17、態，并在鋼管未反應物料上部形成熔池。由于熔池中液相鐵的密度大于Al2O3熔融陶瓷的密度，因而在重力的作用下，不互溶兩相熔體分離，使金屬鐵沉積于熔池底部，陶瓷A12O3浮于上部。隨著自蔓延反應燃燒波面和反應熔池自上而下的移動和鋼管沿徑向向外散熱冷卻，A12O3陶瓷自上而下在鋼管內壁結晶凝固，從而形成了一層厚度在均勻的A12O3內襯陶瓷層，由于A12O3內襯陶瓷與鋼管在熱膨脹系數上存在著較大的差異，使鋼管對陶瓷層產生較強烈的機械壓迫效應，從而使兩者在工作狀態下能保持良好的結合而不分層。第六部分固相合成固相合成方法：指那些有固態物質參加的反應。也就是說，反應物必須是固態物質的反應，才能稱為固態反應。

18、固相反應不使用溶劑，具有高選擇性、高產率、工藝過程簡單等優點，是人們制備新型固體材料的主要手段之一。根據反應溫度固相合成分為三類：低溫固相合成（反應溫度100度）、中溫固相合成（100度反應溫度600度）、高溫固相合成（反應溫度600度）。固相反應包括四個階段：擴散、反應、成核、生長。在高溫固相合成中，實驗室和工業中高溫的獲得通常有以下幾種：電阻爐、感應爐、電弧爐。對于高溫固相合成反應，要考慮以下三個影響其反應速率的因素：反應物固體的表面積和反應物間的接觸面生成物相的成核速度A相界面間特別是通過生成核的離子擴散速度計算題用高溫固相法制備BaZn2（PO4）2：Eu2+熒光粉，所采用的原料為：B

19、aCO3,NH4H2PO4,Eu2O3，ZnO,試計算配制50克配合料，需要的各種原料的質量（數值保留到小數點后第四位）。第七部分微波合成對于微波合成，當微波作用到物質上時，可能產生電子極化、原子極化、界面極化以及偶極轉向極化，其中偶極轉向極化對物質的加熱起主要作用。實驗表明極性分子溶劑吸收微波能而被快速加熱，而非極性分子溶劑幾乎不吸收微波能，升溫很小。水、醇類、酸類等極性溶劑都在微波作用下被迅速加熱，有些已達到沸騰。有些固體物質能強烈吸收微波能而迅速被加熱升溫，而有些物質幾乎不吸收微波能，升溫幅度很小。例：對于微波合成，下列說法不正確的是（）A極性分子溶劑吸收微波能而被快速加熱B非極性分子溶

20、劑幾乎不吸收微波能，升溫很小C水能在微波作用下被迅速加熱D醇類溶劑不能在微波作用下被迅速加熱微波合成中，微波加熱有哪些特點1）加熱均勻、溫度梯度小，物質在電磁場中因本身介質損耗而引起的體積加熱，可實現分子水平上的攪拌，因此有利于對溫度梯度很敏感的反應，如高分子合成和固化反應的進行2）可對混合物料中的各個組分進行選擇性加熱，由于物質吸收微波能的能力取決于自身的介電特性，對于某些同時存在氣固界面反應和氣相反應的氣固反應，氣相反應有可能使選擇性減小，而利用微波選擇性加熱的特性就可使氣相溫度不致過高，從而提高反應的選擇性。3）無滯后效應，當關閉微波源后，再無微波能量傳向物質，利用這一特性可進行對溫度控

21、制要求很高的反應4）能量利用效率很高，物質升溫非常迅速，運用得當可加快物料處理速度，但若控制不好，也會造成不利影響。第八部分固體無機發光材料發光材料一般由基質和激活劑組成?；|：作為材料主體的化合物激活劑：作為發光中心的少量摻雜離子發光是一種宏觀現象，但它和材料內部的缺陷結構、能帶結構、能量傳遞等微觀性質和過程密切相關。稀土離子發光特性來源于其電子構型的特殊性，發射與激發主要來源于4f能級或5d-4f能級間的電子躍遷。4fn-l5dlT4fn（即d-f躍遷）的躍遷發射呈寬帶，強度較高，熒光壽命短，發射光譜隨基質組成、結構的改變而發生明顯變化。4f能級是一個未充滿的殼層，共有7個軌道，由于該殼層

22、的電子被外層電子所屏蔽，因而形成許多固定的能級。根據洪特規則，每個軌道可以容納自旋方向相反的兩個電子，即從Las+到Lu3+電子依次由0遞增到14,4f殼層最多可以容納14個電子。隨著原子序數的變化，4f電子依次填入不同的子軌道，總軌道量子數L，總自旋量子數S，總角動量量子數J和光譜支項2S+1LJ（L=0,1,2,3,4,5,6,7,8等分別以S,P,D,F,GH,I,K,L等表示）也依次改變，形成光譜項和能級的不同排布。因而稀土元素的電子態具有多種多樣的能級，4f電子在不同能級之間的躍遷，產生了豐富的吸收和熒光光譜特征。吸收系數隨波長（或頻率）的變化，叫作吸收光譜。發光材料的吸收光譜，首先

23、決定于基質，而激活劑和其他雜質也起一定的作用，它們可以產生吸收帶或吸收線。反射光譜，就是反射率R人隨波長（或頻率）的變化。激發光譜是指發光的某一譜線或譜帶的強度隨激發光波長（或頻率）的變化。發光材料的發射光譜，指的是發光的能量按波長或頻率的分布，許多發光材料的發射光譜是連續的寬帶譜，分布在很廣的范圍。發光：當某種物質受到諸如光的照射、外加電場或電子束轟擊等的激發后，只要該物質不會因此而發生化學變化，它總要回復到原來的平衡態。在這個過程中，一部分多余的能量會通過光或熱的形式釋放出來。如果這部分能量是光的形式發射出來，該現象就稱為發光。熒光和磷光：歷史上人們曾以發光持續時間的長短把發光分為兩個過程

24、：把物質在受激發時的發光稱為熒光，而把激發停止后的發光稱為磷光。一般以持續時間10-8秒為分界。持續時間短于10-8秒的發光稱為熒光，而把持續時間長于10-8秒的發光稱為磷光。色溫：色溫是按來定義的，的輻射在可見區和絕對黑體的輻射完全相同時，此時黑體的就稱此光源的色溫。低色溫光源的特征是能量分布中，紅輻射相對說要多些，通常稱為“”；色溫提高后，分布集中，藍輻射的比例增加，通常稱為“”。一些常用光源的色溫為：標準燭光為1930K；為2760-2900K；為3000K；為3800K；中午為5600K；為6000K；為K。對于各種發光現象，可按其被激發的方式進行分類：光致發光、電致發光、陰極射線發光

25、、X射線及高能粒子發光、化學發光和生物發光等。第九部分金剛石的人工合成金剛石是典型的原子晶體，立方晶系，每個C原子以sp3雜化與另外的四個C原子形成共價鍵，構成正四面體金剛石廣泛應用于精密儀器、磨料、切割工具、鉆探、航天和軍事等領域。金剛石的導熱性很好，在常溫下，導熱率是銅的5倍，可被用作微波器件和固體激光器的散熱片。金剛石電子親合勢小，是理想的場發射陰極材料。第十部分碳籠原子簇的合成Cn：n最大可為540，稱為碳籠原子簇或富勒烯族。C60是單純由碳原子結合形成的穩定，它具有60個頂點和32個面，其中12個為正五邊形，20個為正六邊形。C60常用的合成方法有電弧放電合成法、苯火焰燃燒法、高頻加

26、熱蒸發石墨法。C60在脂肪烴中的溶解度隨碳原子數增加而增大。目前C60常用的分離提純方法例：C60常用的分離提純方法有：（）A.升華法B.高效液相色譜法C萃取重結晶法D柱色層法E燃燒法室溫下，C60晶體為立方晶系結構C70是由25個正六邊形和12個正五邊形構成的37面體C60及其衍生物的超導性研究發現，經過適當的金屬摻雜后C60表現出良好的導電性和超導性第十一部分高溫超導體的合成超導體的兩大本質特征是零電阻效應和完全抗磁性根據臨界溫度的不同，可以被分為：高溫超導材料和低溫超導材料。例：下列物質屬于高溫超導體的是（）AYBa2cO7-xBBi2ca1sr2c%OxCHgDNb3sn超導體的邁斯納效應：在磁場中，超導體把磁力線排斥到體外。當一個磁體和一個處于超導態的超導體相互靠近時，磁體的磁場會使超導體表面中出現超導電流，此超導電流形成的磁場，在超導體內部，恰好和磁體的磁場大小相等，方向相反，這兩個磁場抵消，使超導體內部的磁感應強度為零。氧化物陶瓷高溫超導體的合成方法鉈系超導體的合成汞系超導體的制備燒結法合成YBCOYBCO的元素替代高溫超導薄膜制備工藝Y系薄膜Bi系薄膜Tl系薄膜第十二部分多孔材料的合成多孔材料的分類：按照國際純粹和應用化學協會的規定，按孔直徑分類.微孔50nm按結構特征分類，多