[发明专利]一种制备单晶可控的水热法

说明书

一种制备单晶的可控水热法。在常规水热反应釜中放置玻璃容器，在玻璃内外放置不同的反应物或酸碱，通过改变其比例，玻璃瓶高度，使原本一步合成的水热反应，可以分段调控，开始阶段，提供适合化合物反应的条件，后续阶段提供适合化合物有序聚集得到单晶的条件。从而获得可利用X射线单晶仪测试的样品，并大幅提高样品的质量。

技术领域

本发明涉及晶体制备领域，特别是水热法制备晶体的领域。

背景技术

X射线单晶衍射技术是目前公认的最直接准确的化学表征方法，制备可以利用X射线单晶衍射技术表征的样品，也就是单晶，成为了大多数化学工作者以及生物，药学等与化学相关学科的一个难题。单晶的常规制备方法包括以下几种：溶液法，界面法，水热法和高温固相法。

水/溶剂热合成是指温度为100～1000℃、压力为1MPa～1GPa条件下利用水/有机溶剂中物质的化学反应所进行的合成。在亚临界和超临界水热条件下，由于反应处于分子水平，反应性提高，因而水/溶剂热反应可以替代某些高温固相反应。又由于水热反应的均相成核及非均相成核机理与固相反应的扩散机制不同，因而可以创造出其它方法无法制备的新化合物和新材料。

水热法具有如下优点，1.在水溶液中离子混合均匀；2.水随温度升高和自生压力增大大幅提高了难溶物质的溶解度，促进反应的发生。高温还提高了反应物的反应活性，更容易跨越势垒；3.降温速度快，加热温度可调可控，从而可以捕获一些亚稳态，中间态物质。

然而，水热法需要在反应开始前将所有原料进行混合，然后封闭反应器，放入烘箱中加热升温，在水热反应过程中，不能对反应体系再进行任何调整或干预，也无法改变反应体系中原料的种类和浓度。常被诟病为“暗箱操作”。因此，水热反应的可控性一般较差，无法像溶液法那样，调整原料添加顺序。在有些制备过程中，为了溶解反应物，需要提高或降低pH值，然而过高过低的pH值虽然可以促进反应发生，但是得到的产物却不是单晶，无法测试。在溶液法中，我们可以通过逐步调控pH值解决上述问题，而在“一锅出”的水热合成中，这种简单的操作却很难实现。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种可控的水热法。

一种可控的水热法，包括：

(1)内置容器的预处理

取干净的玻璃瓶，其外径小于反应釜内衬的直径，用去离子水和乙醇依次超声洗涤，用氮气吹干，备用；

(2)原料配制

反应物a：将反应物依次放入玻璃瓶中，搅拌，充分混合，得到反应物a；

反应物b：在烧杯中放入溶液，或固态反应物或液态反应物，或其混合物，得到反应物b；

(3)溶液填装

在反应釜的聚四氟乙烯内衬中放入反应物b，然后将装有反应物a的玻璃瓶放入反应釜内衬中；

(4)装釜

将反应釜的聚四氟乙烯上盖放置在聚四氟乙烯内衬上，压紧，放入不锈钢外壳内，拧紧不锈钢上盖。

(5)水热反应

将反应釜放入烘箱中，程序升温或直接升温，在高温下反应一段时间，然后程序降温或将反应釜从烘箱中取出，放置在室内自然降温。

所述的玻璃瓶内添加的反应物中包含可挥发酸，反应釜内衬中加碱性物质。

所述的玻璃瓶内的反应体系为酸性，反应釜内衬中加可挥发碱性物质。

所述的玻璃瓶内添加的反应物中包含可挥发碱，反应釜内衬中加酸性物质。

所述的玻璃瓶内的反应体系为碱性，反应釜内衬中加可挥发酸性物质。