盧博文

摘 ? ?要： 本文主要描述了低熱固態化學反應在材料合成方面相關的進展情況，同時總結出低熱固態化學反應所擁有的優點，譬如總體效率偏高，低碳環保，以及簡便等其他方面的優勢。在材料合成方面有良好的發展前景。

關鍵詞： 低熱固態 ? ?合成材料 ? ?化學反應

很久以前，人們就已經掌握了低熱固態化學反應這門技術。最早人們只是用于燒制瓷器，后來發展到青銅器時代，再到現在社會中的鋼鐵，半導體，以及其他一些等材料的研究中，這一系列過程都離不開低熱固態化學反應。

1.低熱固態反應的發展過程

所謂固態反應，通常情況下都是表示在高溫情形下固態的反應，截止到目前，已經有了大量固體材料。不過通常高溫固態反應大多是只是用在熱力學非常穩固的化合物上，而且一些屬于低熱條件下的穩化合物及動力學上穩定的化合物，通常運用高溫合成的效果并不是非常理想。因此人們在提升固態反應速度的階段中，降低了反應的溫度，分析和研討了一系列新的材料合成方法[1]。譬如水熱法、微波法等其他相關的方法。不過這種合成方法出現非常大的問題，具體而言，操作較繁雜，成本費用偏高等，因此沒有進行推廣應用。

在20世紀的80年代末，溫室固態化學反應被人們發掘和研發出來。經過了多年實驗改善，低熱固態化學反應合成材料在技術技術已經有了很大進展，這種方法顯著的優勢就是在固態反應過程中的溫度可以在一定程度上降到室溫。另外其整體的操作非常簡單，同時不使用溶劑、環保節約能源等，這一點比較滿足現代綠色發展的需求，因而得以廣泛推廣。

2.低熱固態化學反應的合成材料

2.1原子簇與三階非線性光學材料

原子簇屬于無機化學、結構化學、催化學等多種學科的綜合領域，并且具有多樣性、催化性、生物活性等多方面的化學特性。低熱固態化學反應合成原子簇化合物能消除溶劑化作用，在合成過程中能得到溶液中得不到的化學物質。目前通過此種合成方法已經得到了200多種類型的簇合物，比如一些半開口類型：

類立方烷結構的（Et N） [MoOS Br （u-Br）] ·2H O，

蝶形結構MoOS Cu （PPh ） （Py） ，

鳥巢狀結構的[MoOS Cu （py） X]（X=Br，I）

三階非線性光學性里面基本上涵蓋了光線輻，自散焦聚焦，以及其他相關的內容，等等。運用該類非線性現象可以制作不同類型的器件，譬如混頻調制及儲存等類型的器件。

2.2納米材料

納米材料含有塊狀大顆粒材料沒有的特點，使用固態化學反應法能合出納米化合物所具有的優點。固態反應物顆粒的大小與產物成核、成長速度有著很大的關系，要是產物的成核速度比生長速度還要快，這樣就能得到納米粒子，反之就是塊狀物。固態化學反應通常情況下取得的球狀納米粒子，粒子的大小控制在1～100nm之間。在控制之后精確的處理好溫度，就能控制納米粒子的大小。在有模板是情況，能合成不同的現狀和不同排列方式的納米材料[2]。

2.3電學材料

玻璃電極被廣泛地用在測量水溶液的pH值上。因為這一類電極比較脆弱，成本還比較高對溫度具有不穩定性，體積較大等原因受到使用的限制。所以人們也不斷尋求對于pH較敏感的全新材料。MnO 的發現被用于干電池、鋰電池、鎂錳電池等中作為正極材料，研制出了價格低廉的MnO 。制作MnO 的方法主要有：譬如二價錳的硝酸鹽和碳酸鹽，電解二價錳的溶液，以及其他類似的手段和措施。但是現在通過使用固態反應合成納米的MnO ，將使用此方式得到的MnO 粉狀物涂抹在電機上，就發現電極對pH值的反應就會變得靈敏并且穩定。

2.4金屬有機化合物

金屬有機化合物有優越的催化性能，被大量用在了有機合成領域。以前，有關金屬有機化合物的研究不夠深入，但是固態反應能進行100%的轉化，經過轉化所得出的反應產物也不同于液態的反應產物。相關的專業人員把金屬有機固態進行歸納，目前有機金屬反應被分為兩類：

（1）不同的反應物進行混合的反應過程;（n C H Me）Re（co） Br和NaI合成（n C H Me）Re（co） I 等產物。

（2）在反應過程中都屬于共結晶過程。（n C H Me）W（co） I與（n C H Bu）W（co） Br在70℃，固態條件下[FcCHMeNMe ]I（Fc=二茂鐵基）、HOC H CHO-4、K CO 反應，制配出了有機金屬化合物FcCHMeOC H CHO-4，此化合物所得產物率可達到84%。

2.5催化劑和催化反應

芳香族化合物的羥基化反應在化學中占有主導地位。過渡金屬配合物使用低熱固態化學反應能催化出芳香族化合物的羥基化。比如，酪氨酸酶活性還有木質素的生物合成都離不開Cu（II）催化芳香族化合物的羥基化反應。在催化過程中使用低熱固態反應所合成的Cu（II）化合物配合催化劑，在有雙氧水的條件下，催化苯酚羥基化H苯胺的低聚。

低熱固態化學反應及材料合成類別非常多，譬如多酸化合物，電學材料、超導材料、半導體，以及其他相關的內容[3]。

3.結語

固態合成屬于一種比較有研究價值的合成方法，人們早就把這種合成方法運用到各種工業生產之中，通過多年的實踐逐漸掌握了低熱固態化學反應性，由于缺少必要性的系統指導，這種技術沒能得到較大改進。低熱固態化學反應所擁有的優點，比如：效率高、節能、環保、簡單方便等。在材料合成方面有良好的發展前景。

參考文獻：

[1]李曉陸，杜大明，王永梅，等.含氮雜環化合物固相化學反應研究-Ⅰ.3-甲基-1-苯基-5-吡唑啉酮與羰基化合物的固相反應[J].中國科學B輯，2010，27（2）：104-111.

[2]丁奎嶺，王洋，吳養潔，等.固態"絕對"不對稱合成[J].有機化學，2013，16（1）：23-29.