材料制备技术 第一章 绪论.ppt

中国矿业大学电子教案中国矿业大学电子教案材料制备技术材料科学与工程学院徐磊华12/22/202212/22/20221 1教材及参考书：无机合成化学张克立等 武汉大学出版社无机合成与制备化学徐如人 庞文琴 高等教育出版社无机材料合成刘海涛等 化学工业出版社材料合成与制备方法曹茂盛等 哈尔滨工业大学出版社12/22/202212/22/20222 2第1章 绪论 材料是人类赖以生存和发展的物质基础，人类进步的历史也是人类所用材料进步的历史 材料与能源、信息并列为现代科学技术的 三大支柱，新型材料与信息技术、生物技术 被认为是新技术革命的主要标志 12/22/202212/22/20223 3第1节 材料的分类 材料是人类用于制造物品、器件、构件、材料是人类用于制造物品、器件、构件、或其它产品的物质，包括天然和人造的或其它产品的物质，包括天然和人造的 。金属材料金属材料 无机非金属材料无机非金属材料按照物理化学性质划分：按照物理化学性质划分：有机高分子材料有机高分子材料 复合材料复合材料 12/22/202212/22/20224 4按应用领域划分按应用领域划分电子材料电子材料 航空航天材料航空航天材料 核材料核材料建筑材料建筑材料能源材料能源材料环境材料环境材料生物材料生物材料12/22/202212/22/20225 5按功能特征划分结构材料结构材料 是以是以力学力学性能性能为基础，制造受力为基础，制造受力构件所用材料。构件所用材料。功能材料功能材料主要利用物主要利用物质的质的独特物理、化学性独特物理、化学性质或生物功能质或生物功能而形成的而形成的一类材料。一类材料。12/22/202212/22/20226 6按技术成熟程度按技术成熟程度及发展前景划分及发展前景划分传统材料:已经成熟且在工业中已经成熟且在工业中已批量生产并大量应用的材料，如已批量生产并大量应用的材料，如钢铁、水泥、塑料，普通陶瓷等钢铁、水泥、塑料，普通陶瓷等新型材料：指那些正在发展、且指那些正在发展、且具有优异性能和应用前景的一类材具有优异性能和应用前景的一类材料料 12/22/202212/22/20227 7第第2 2节节 无机材料合成与制备的无机材料合成与制备的几个基本问题几个基本问题 材料合成与制备材料合成与制备是指通过一定的途径，从是指通过一定的途径，从气态、液态或固态的各种不同的原材料中得到气态、液态或固态的各种不同的原材料中得到化学及性能上不同于原材料的新材料。化学及性能上不同于原材料的新材料。12/22/202212/22/20228 8 材料的合成包括两方面的内容：材料的合成包括两方面的内容：一方面，研究新型无机材料的合成一方面，研究新型无机材料的合成 另一方面，研究已知无机材料的新合另一方面，研究已知无机材料的新合成方法及新合成技术成方法及新合成技术 12/22/202212/22/20229 9 无机材料合成与制备的发展有四个基本问无机材料合成与制备的发展有四个基本问题：题：1.材料合成与反应规律的问题材料合成与反应规律的问题 以具有一定结构、性能的新型无机化合以具有一定结构、性能的新型无机化合物或无机材料的合成路线的设计和选择，化物或无机材料的合成路线的设计和选择，化合物或材料合成途径和方法的改进及创新是合物或材料合成途径和方法的改进及创新是无机合成研究的主要对象。无机合成研究的主要对象。12/22/202212/22/20221010沸石分子筛（硅铝酸盐沸石分子筛（硅铝酸盐）的合成：的合成：硅铝酸盐晶体是一类具有一定孔道结构硅铝酸盐晶体是一类具有一定孔道结构的无机化合物，已被广泛应用在催化领域的无机化合物，已被广泛应用在催化领域.因因为催化材料不仅与活性组分的结构及其物化为催化材料不仅与活性组分的结构及其物化特性有关，而且往往与其表面性能有关。因特性有关，而且往往与其表面性能有关。因而需要合成具有特定孔道结构的晶体，以满而需要合成具有特定孔道结构的晶体，以满足分子的吸附、解吸、内扩散，反应物、产足分子的吸附、解吸、内扩散，反应物、产物与中间体分子结构和反应性能方面的要物与中间体分子结构和反应性能方面的要求。求。12/22/202212/22/20221111一些沸石分子筛的结构图12/22/202212/22/20221212如何合成具有规整孔道结构的沸石分子筛？如何合成具有规整孔道结构的沸石分子筛？首先，研究者必须大量总结合成规律与生首先，研究者必须大量总结合成规律与生成产物结构之间的关系。成产物结构之间的关系。其次是尽力探索这类多孔结构晶态硅铝酸其次是尽力探索这类多孔结构晶态硅铝酸盐的生成机理，以了解究竟哪些反应和因盐的生成机理，以了解究竟哪些反应和因素在影响着晶格中孔道结构的生成。素在影响着晶格中孔道结构的生成。12/22/202212/22/20221313众多沸石分子筛生成机理的基本模式：众多沸石分子筛生成机理的基本模式：客体分子或客体分子或离子离子 硅铝胶硅铝胶 沸石分子筛晶核沸石分子筛晶核 晶体（介稳态）晶体（介稳态）晶体（稳态）晶体（稳态）T T1 1T T2 2T T3 3T T3 312/22/202212/22/20221414此外，下列一些反应规律一种控制着合此外，下列一些反应规律一种控制着合成产物的结构和性能：成产物的结构和性能：液相中多硅酸根离子的存在状态与液相中多硅酸根离子的存在状态与 的聚合；的聚合；硅铝凝胶的晶化；硅铝凝胶的晶化；晶化过程中加入的客体分子对成孔的影响晶化过程中加入的客体分子对成孔的影响和导向模板机理；和导向模板机理；介稳态晶体间的转型介稳态晶体间的转型12/22/202212/22/20221515 无机合成的发展主要决定于人们对无机合成的发展主要决定于人们对其其合成化学合成化学和和反应规律反应规律认识的深化。因认识的深化。因此，熟练而又深入地掌握无机合成化学此，熟练而又深入地掌握无机合成化学的的反应规律、特点及其原理反应规律、特点及其原理是非常必要是非常必要的。的。12/22/202212/22/202216162.无机材料合成与制备中的实验技术和方法无机材料合成与制备中的实验技术和方法问题问题一方面，很大部分特种结构和特种性能的一方面，很大部分特种结构和特种性能的无机材料以及某些反应路线只能在特殊实无机材料以及某些反应路线只能在特殊实验技术条件下才能完成验技术条件下才能完成。另一方面，由于特种合成技术和操作的应另一方面，由于特种合成技术和操作的应用，使大量新的合成路线和方法应运而起。用，使大量新的合成路线和方法应运而起。12/22/202212/22/20221717再一方面，目前为了开拓边缘学科的发展再一方面，目前为了开拓边缘学科的发展需要研究与合成各种各样的新型无机物和需要研究与合成各种各样的新型无机物和物相，特别是大量与生物等有关的特殊配物相，特别是大量与生物等有关的特殊配合物和金属有机物。由于起始物料的稀缺合物和金属有机物。由于起始物料的稀缺和昂贵，因而无机合成中的半微量甚至微和昂贵，因而无机合成中的半微量甚至微量合成技术问题，也愈来愈提到日程上来。量合成技术问题，也愈来愈提到日程上来。12/22/202212/22/202218183.3.无机材料合成与制备中的分离问题无机材料合成与制备中的分离问题 一方面要特别注重反应的定向性与反应原一方面要特别注重反应的定向性与反应原料的经济性，尽力减少副产物与废料，料的经济性，尽力减少副产物与废料，使反应产物的组成、结构符合合成的要使反应产物的组成、结构符合合成的要求；求；另一方面要充分重视分离方法和技术的改另一方面要充分重视分离方法和技术的改进和建立进和建立 。12/22/202212/22/202219194.4.无机材料合成与制备中的结构鉴定和表征无机材料合成与制备中的结构鉴定和表征问题问题包括对合成产物的结构确认，又包括特殊包括对合成产物的结构确认，又包括特殊材料结构中给主要组分的结构状态和物化材料结构中给主要组分的结构状态和物化性能的测定，为了进一步指导合成反应的性能的测定，为了进一步指导合成反应的定向性和选择性，还需对合成反应过程中定向性和选择性，还需对合成反应过程中间产物的结构进行检测。间产物的结构进行检测。常规的主要有组成分析、常规的主要有组成分析、常规的主要有组成分析、常规的主要有组成分析、X X X X射线衍射、各类光谱、射线衍射、各类光谱、射线衍射、各类光谱、射线衍射、各类光谱、顺磁、核磁共振等顺磁、核磁共振等顺磁、核磁共振等顺磁、核磁共振等 12/22/202212/22/20222020近期发展起来的检测技术开始大量应用于近期发展起来的检测技术开始大量应用于结构的精细分析上，如结构的精细分析上，如LEEDLEED（低能电子衍（低能电子衍射）、射）、AESAES（俄歇电子能谱）、（俄歇电子能谱）、ESSESS（低速（低速离子散射光谱）离子散射光谱）12/22/202212/22/20222121第第3 3节节 无机材料合成与制备化学中若干无机材料合成与制备化学中若干前沿课题前沿课题一、一、新合成反应、路线与技术的开发以及相新合成反应、路线与技术的开发以及相关基础理论的研究关基础理论的研究 在这个方向的研究中，主要以下类三类在这个方向的研究中，主要以下类三类作为研究对象：作为研究对象：1.1.特殊结构的无机化合物和材料特殊结构的无机化合物和材料 具有特殊性能的无机化合物都有其本身特具有特殊性能的无机化合物都有其本身特点的结构与组成点的结构与组成 12/22/202212/22/202222222.2.特殊聚集态的无机化合物和材料特殊聚集态的无机化合物和材料 超微粒、纳米态、微乳与胶束、团簇、无超微粒、纳米态、微乳与胶束、团簇、无机膜、非晶态、玻璃态、陶瓷、单晶，以及不机膜、非晶态、玻璃态、陶瓷、单晶，以及不同晶貌的物质，如晶须、纤维等等。聚集态的同晶貌的物质，如晶须、纤维等等。聚集态的不同，导致新性质和新功能的出现，因而对科不同，导致新性质和新功能的出现，因而对科学与材料的发展均具有非常重要的意义学与材料的发展均具有非常重要的意义 12/22/202212/22/20222323 材料的多相复合材料的多相复合 材料组装中的宿材料组装中的宿-客体化学（客体化学（host-guest chemistry）无机无机-有机纳米杂化有机纳米杂化 3.3.无机功能材料的复合、组装与杂化无机功能材料的复合、组装与杂化12/22/202212/22/20222424二、极端条件下的合成路线、反应方法二、极端条件下的合成路线、反应方法与制备技术的基础性研究与制备技术的基础性研究 所谓所谓极端条件极端条件是指：超高压、超高温、是指：超高压、超高温、超高真空、超低温、强磁场与电场、激光、超高真空、超低温、强磁场与电场、激光、等离子体等。等离子体等。三、三、仿生合成与无机合成中生物技术的应用仿生合成与无机合成中生物技术的应用 生物合成：血红蛋白、动物牙齿、乌生物合成：血红蛋白、动物牙齿、乌贼鱼骨的合成贼鱼骨的合成12/22/202212/22/20222525三三.仿生合成与无机合成中生物技术的应用仿生合成与无机合成中生物技术的应用 生物体对血红素（卟啉）的合成可以从最生物体对血红素（卟啉）的合成可以从最简单的甘氨酸开始，经过一系列酶的作用，很简单的甘氨酸开始，经过一系列酶的作用，很容易合成出结构极为复杂的血红素。容易合成出结构极为复杂的血红素。一般用常规的方法进行得非常复杂的合成一般用常规的方法进行得非常复杂的合成过程，若利用仿生合成则将变为高效、有序、过程，若利用仿生合成则将变为高效、有序、自动进行的合成。自动进行的合成。12/22/202212/22/20222626三三.仿生合成与无机合成中生物技术的应用仿生合成与无机合成中生物技术的应用典型的生物矿化材料：典型的生物矿化材料：骨材料：骨材料：骨材料是一族生物矿化材料的总称，骨材料是一族生物矿化材料的总称，主要成分是由胶原纤维、碳羟磷灰石和水主要成分是由胶原纤维、碳羟磷灰石和水组成。骨是最复杂的生物矿化系统之一，组成。骨是最复杂的生物矿化系统之一，也是最典型的天然有机也是最典型的天然有机-无机纳米复合材料。无机纳米复合材料。骨在动物体内主要承担力学功能及储存各骨在动物体内主要承担力学功能及储存各种各样代谢活动所需的钙和磷酸盐。种各样代谢活动所需的钙和磷酸盐。12/22/202212/22/20222727三三.仿生合成与无机合成中生物技术的应用仿生合成与无机合成中生物技术的应用珍珠层材料珍珠层材料 ：珍珠层是软体动物贝壳中普遍珍珠层是软体动物贝壳中普遍发育的一种结构单元。相对而言，珍珠层发育的一种结构单元。相对而言，珍珠层的结构比骨材料要简单的多，因此珍珠层的结构比骨材料要简单的多，因此珍珠层是生物矿化中研究最多的典型的生物矿化是生物矿化中研究最多的典型的生物矿化材料。材料。珍珠层是一种优异的天然有机珍珠层是一种优异的天然有机-无机复合材料。无机复合材料。其突出其突出优点优点：很高的抗破裂能力和阻止裂：很高的抗破裂能力和阻止裂纹扩展的能力。纹扩展的能力。12/22/202212/22/20222828三三.仿生合成与无机合成中生物技术的应用仿生合成与无机合成中生物技术的应用纳米磁铁矿晶体纳米磁铁矿晶体：在蜜蜂、部分鱼类、鸽子：在蜜蜂、部分鱼类、鸽子及人体中都发现了纳米磁铁矿。动物体内及人体中都发现了纳米磁铁矿。动物体内的磁小体沿着细胞长轴呈链状排列。在一的磁小体沿着细胞长轴呈链状排列。在一特定的细胞内，磁小体的粒径、结晶形态特定的细胞内，磁小体的粒径、结晶形态及在细胞内的排列都是一致的。不同的细及在细胞内的排列都是一致的。不同的细胞中有自己独特的特征，但有一个共同点胞中有自己独特的特征，但有一个共同点是：磁小体的大小在是：磁小体的大小在40-120nm40-120nm范围内，正范围内，正好在单个磁畴范围内，这也就提供了一个好在单个磁畴范围内，这也就提供了一个足够强的永磁矩使细胞在地磁场中的取向足够强的永磁矩使细胞在地磁场中的取向12/22/202212/22/20222929三三.仿生合成与无机合成中生物技术的应用仿生合成与无机合成中生物技术的应用仿生仿生（biomimeticsbiomimetics)通常指模仿或利用生物通常指模仿或利用生物体结构，生化功能和生化过程的技术。把体结构，生化功能和生化过程的技术。把这种技术用到材料设计、制造中以便获得这种技术用到材料设计、制造中以便获得接近或超过生物材料优异性能的新材料，接近或超过生物材料优异性能的新材料，或用天然生物合成的方法获得所需材料。或用天然生物合成的方法获得所需材料。如制备具有蜘蛛牵引丝强度的纤维；制备如制备具有蜘蛛牵引丝强度的纤维；制备具有海洋贝类韧性的陶瓷或贝类结构的复具有海洋贝类韧性的陶瓷或贝类结构的复合材料等。合材料等。12/22/202212/22/20223030 所谓所谓生物矿化生物矿化是指在生物体内形成矿物质是指在生物体内形成矿物质（无机矿物）的过程。（无机矿物）的过程。生物矿化中，由细胞分泌的有机物对无生物矿化中，由细胞分泌的有机物对无机物的形成起模板作用，使无机矿物具有一机物的形成起模板作用，使无机矿物具有一定的形状、尺寸、取向和结构定的形状、尺寸、取向和结构。三三.仿生合成与无机合成中生物技术的应用仿生合成与无机合成中生物技术的应用12/22/202212/22/2022313112/22/202212/22/20223232生物矿化CaCO3微循环12/22/202212/22/20223333生物矿化一般认为可分为4个阶段：有机大分子的预组织。有机大分子的预组织。在矿物沉积前构造一个有组织的反应环境，在矿物沉积前构造一个有组织的反应环境，该环境决定了无机物成核的位置，但实际生物该环境决定了无机物成核的位置，但实际生物体内矿化中有机基质是处于动态中体内矿化中有机基质是处于动态中 界面分子的识别界面分子的识别 在已经形成的有机大分子组装体的控制下，在已经形成的有机大分子组装体的控制下，无机物从溶液中在有机无机物从溶液中在有机/无机界面处无机界面处 12/22/202212/22/20223434生物矿化生物矿化一般认为可分为一般认为可分为4 4个阶段个阶段：界面分子的识别界面分子的识别分子识别表现为有机大分子在界面处通过晶分子识别表现为有机大分子在界面处通过晶格几何特征、静电势相互作用、极性、立格几何特征、静电势相互作用、极性、立体化学因素、空间对称性和基质形貌的等体化学因素、空间对称性和基质形貌的等方面的影响与控制无机物成核的部位、结方面的影响与控制无机物成核的部位、结晶物质的选择、晶型、取向及形貌晶物质的选择、晶型、取向及形貌 12/22/202212/22/20223535生长调试生长调试 无机相通过晶体生长进行组装，得到亚单无机相通过晶体生长进行组装，得到亚单元，同时形态、大小取向和结构受到有机分元，同时形态、大小取向和结构受到有机分子组装体的控制。子组装体的控制。细胞加工细胞加工 在细胞的参与下亚单元组装成高级的结构在细胞的参与下亚单元组装成高级的结构 该阶段是造成天然生物矿化材料与人工材该阶段是造成天然生物矿化材料与人工材料差别的主要原因料差别的主要原因。生物矿化一般认为可分为生物矿化一般认为可分为4 4个阶段个阶段 ：12/22/202212/22/20223636生物矿化的启示：先形成有机物自组装体，无机先驱体在先形成有机物自组装体，无机先驱体在自组装聚集体与溶液相的界面处发生化学反自组装聚集体与溶液相的界面处发生化学反应，在自组装体的模板作用下，形成无机应，在自组装体的模板作用下，形成无机/有有机复合体，将有机模板去除后即得到具有一机复合体，将有机模板去除后即得到具有一定形状的无机材料。定形状的无机材料。12/22/202212/22/20223737微乳液法合成的微乳液法合成的SiO2纳米粒子纳米粒子12/22/202212/22/20223838四、四、绿色（节能、洁净、经济）合成反绿色（节能、洁净、经济）合成反应与工艺的基础性研究应与工艺的基础性研究 亟待解决的亟待解决的问题问题：当今精细化工和医药：当今精细化工和医药工业中的合成反应，经常会产生很多副产工业中的合成反应，经常会产生很多副产品，给环境带来了巨大的威胁品，给环境带来了巨大的威胁 研究充分利用原料和试剂中所有的原子，研究充分利用原料和试剂中所有的原子，减少以至完全排除污染环境的副产品的合成减少以至完全排除污染环境的副产品的合成反应，一成为追求的目标。反应，一成为追求的目标。12/22/202212/22/20223939理想合成的完整定义（美国理想合成的完整定义（美国Wender提提出）：出）：一种理想的（最终是实效的）合成是指一种理想的（最终是实效的）合成是指用简单的、安全的、环境友好的、资源有效用简单的、安全的、环境友好的、资源有效的操作，快速、定量地把价廉，易得的起始的操作，快速、定量地把价廉，易得的起始原料转化成天然或设计的目标分子。原料转化成天然或设计的目标分子。-绿色合成的提出绿色合成的提出12/22/202212/22/20224040为实现绿色合成途径，下列课题倍受重视：为实现绿色合成途径，下列课题倍受重视：环境友好催化反应与催化剂的开发研环境友好催化反应与催化剂的开发研究。究。目前在工业上，碳氧化合物的空气氧化要在目前在工业上，碳氧化合物的空气氧化要在高温高压下进行，并严重污染环境。但是，高温高压下进行，并严重污染环境。但是，在人体等生命体内的化学反应，却能在常在人体等生命体内的化学反应，却能在常温、常压下进行，没有污染，而且是专一性温、常压下进行，没有污染，而且是专一性反应反应 12/22/202212/22/20224141环己酮环己酮是制取己内酰胺和己二酸的主要中间是制取己内酰胺和己二酸的主要中间体。用于医药，油漆，涂料，橡胶，染料及体。用于医药，油漆，涂料，橡胶，染料及农药等工业。农药等工业。传统工业制备方法：传统工业制备方法：12/22/202212/22/20224242中国石化与湖南大学联合研发并首创的中国石化与湖南大学联合研发并首创的“环己烷仿生催化氧化制备环己酮环己烷仿生催化氧化制备环己酮”技术，技术，在巴陵石化环己酮装置上工业试验取得成在巴陵石化环己酮装置上工业试验取得成功。功。所用催化剂为所用催化剂为金属卟啉金属卟啉 这一成果不仅提高了环己酮的生产效这一成果不仅提高了环己酮的生产效率，而且得到减小了传统的合成方法对环率，而且得到减小了传统的合成方法对环境的污染境的污染12/22/202212/22/20224343电化学合成与其它软化学合成反应的开发。电化学合成与其它软化学合成反应的开发。电化学反应电化学反应是指在电极和溶液界面上进行电是指在电极和溶液界面上进行电能与化学能之间的转变反应。能与化学能之间的转变反应。电化学相化学法的优越性电化学相化学法的优越性-环境污染少，效环境污染少，效率高率高12/22/202212/22/20224444 通过改变槽电压、电极材料、电解液组成通过改变槽电压、电极材料、电解液组成及浓度来调节所需的电化学反应速率和选择及浓度来调节所需的电化学反应速率和选择性。在这方面电化学法有时比化学法更优性。在这方面电化学法有时比化学法更优越，许多化学法不能完成或很困难的反应，越，许多化学法不能完成或很困难的反应，电化学法则很容易实现，且成本低、环境污电化学法则很容易实现，且成本低、环境污染少。且因电化学反应只限于在与溶液接触染少。且因电化学反应只限于在与溶液接触的电极表面，使得电化学反应器的生产强度的电极表面，使得电化学反应器的生产强度低于化学反应器。低于化学反应器。12/22/202212/22/20224545 经济、无毒、不危害环境反应介质的研经济、无毒、不危害环境反应介质的研究和开发。究和开发。从理论上研究从理论上研究“理想合成理想合成”与高选择性与高选择性定向合成的实现定向合成的实现 12/22/202212/22/20224646就绿色化学的新概念，P.T.Anastash 和 J.C.Waner 提出了12条原则：防止污染优于污染治理原子经济法。即设计的合成方法应使生产过程中所采用的原料最大限度地进入产品之中绿色合成 设计合成时，只要可能，无论原料、中间产物和最终产物，均应对人体健康和环境无毒无害（包括极小毒性和无毒）12/22/202212/22/20224747设计安全化学品 设计化工产品时，必须使其具有高效的功能，同时也要减小其毒性。选用无毒、无害的溶剂和助剂 应尽可能避免使用溶剂、分离试剂等助剂，如不可避免则要选用无毒无害的溶剂和助剂。合理使用和节约能源 合成方法必须考虑过程中能耗对成本和环境的影响，应设法降低能耗，最好采用常温常压下的温和反应方法 12/22/202212/22/20224848采用可再生资源合成化学品 在技术可行和经济合理的前提下，原料要采用可再生资源代替消耗性资源减少化合物不必要的衍生化步骤。在可能的条件下，尽量减少副产品催化 合成方法中采用高选择性的催化剂比使用化学计量助剂更优越。12/22/202212/22/20224949设计可降解化学品 化工产品要设计成在其使用功能终结后，不会永存在环境中，要能迅速分解成可降解的无害产物防止污染的快速检测和控制 进一步发展分析方法，对危险物质在生成前实行在线监测和控制 减少和消除制备和使用过程中的事故和隐患 选择化学生产过程的物质，使化学意外事故（包括渗透、爆炸和火灾）的危险性降到最小程度12/22/202212/22/20225050五、特种结构无机物或特种功能材料的五、特种结构无机物或特种功能材料的分子设计、裁剪及分子（晶体）工程学分子设计、裁剪及分子（晶体）工程学 近年来，分子设计和分子工程已不乏成功的事例。传统化学是应用筛选法来开发具有特种结构或优异性能的化合物。其发展重心是合成新的化合物。12/22/202212/22/20225151 分子工程学作为化学的一个新分支，分子工程学作为化学的一个新分支，做法不同。它是逆向而行做法不同。它是逆向而行,是根据所需性能是根据所需性能对结构进行设计和加工。对结构进行设计和加工。近期任务：应选取一些人们对其性质近期任务：应选取一些人们对其性质-结结构构-合成与制备三元关系认识较深，且符合需合成与制备三元关系认识较深，且符合需要的功能体系来启动。要的功能体系来启动。12/22/202212/22/20225252微孔晶体功能体系的分子设计与定向合成：微孔晶体是最具特色的，又是应用特别广泛的一大类催化材料和吸附材料。微孔晶体的设计与定向合成的微孔晶体的设计与定向合成的步骤步骤：首首先先根据性能的要求，设计出晶体孔道的根据性能的要求，设计出晶体孔道的模型，模型，然后然后借结构数据库的帮助来选择借结构数据库的帮助来选择与制定理想模型及其稳定存在的条件；与制定理想模型及其稳定存在的条件；最后最后再借合成数据库的指导，选择合成再借合成数据库的指导，选择合成方案和修饰途径。方案和修饰途径。12/22/202212/22/20225353目前亟需开展的工作：完善结构数据库。建立与完善造孔合成反应数据库根据炼油工业、石化工业与精细化工的实际需要，以及相关催化反应对微孔晶体催化材料结构的要求为导向，在计算机辅助下精细理想结构模型的实际工作。根据性能或功能的要求进行微孔结构的修饰 12/22/202212/22/20225454