描述
开 本: 16开包 装: 平装是否套装: 否国际标准书号ISBN: 9787122177230
内容简介
本教材主要包括实验方案设计及数据处理、材料的合成与制备方法及创新性选做实验等内容。材料的合成与制备方法分为：溶胶?凝胶法、水热和溶剂热法、电解合成法、定向凝固法、化学气相沉积法、低温固相合成法、热压烧结法、自蔓延高温合成法、放电等离子体烧结法、光化学合成实验、微乳液法、沉淀法、化学还原法１３种。每个实验项目中都有背景知识介绍，力求使学生在完成实验的同时，对相应的材料有一个较为全面、系统的认识。
本书可作为材料、化学、应用化学等专业的教材，亦可供相关人员参考。
本书可作为材料、化学、应用化学等专业的教材，亦可供相关人员参考。
目 录
第１章实验方案设计概述1
1·1实验设计的定义1
1·2实验设计的类型1
1·2·1演示实验1
1·2·2验证实验1
1·2·3比较实验2
1·2·4优化实验2
1·2·5探索实验2
1·3实验设计的要素与原则2
1·4实验设计的基本概念2
1·4·1实验因素3
1·4·2实验单元3
1·4·3实验效应3
1·5实验设计的四原则3
1·5·1随机化原则4
1·5·2重复的原则4
1·5·3对照的原则4
1·5·4均衡的原则4
第２章实验数据的处理5
2·1实验数据测量值及其误差5
2·1·1真值、近似真值(平均值)和相
对真值5
2·1·2常见的几种误差5
2·1·3误差的分类和来源6
2·1·4准确度、精密度和正确度7
2·1·5高斯误差定律——偶然误差的概
率分布密度定律7
2·1·6各种偶然误差的表示式8
2·1·7有限次数的标准误差9
2·1·8可疑观测值的舍弃9
2·2有效数字及其运算规则10
2·2·1有效数字10
2·2·2有效数字的运算规则10
2·3实验数据的处理10
2·3·1列表法11
2·3·2实验数据的图示法11
2·3·3实验数据的方程表示法12
2·4数值计算15
2·4·1辛普森图解积分法15
2·4·2辛普森定积分计算法16
第３章溶胶?凝胶法实验17
实验1溶胶?凝胶法合成二次锂离子电极
材料LiV3O8纤维19
实验2溶胶?凝胶法低温合成Li2·06Nb0·18Ti0·76O3
粉体21
实验3溶胶?凝胶法制备磁制冷材料
La0·65Sr0·35MnO323
实验4溶胶?凝胶法制备压电陶瓷
Bi0·5Na0·5TiO325
实验5溶胶?凝胶法制备半导体材料氧
化锌27
实验6溶胶?凝胶法制备半导体材料二氧
化钛29
实验7溶胶?凝胶法制备稀土材料二氧
化铈31
实验8溶胶?凝胶法在金刚石表面涂覆
纳米TiO2薄膜33
实验9溶胶?凝胶法制备SiC陶瓷35
实验10溶胶?凝胶法合成锂离子电池正极
材料LiMn2O437
第4章水热和溶剂热法实验39
实验11半导体材料ZnO超细结构的水热
自组装41
实验12硫化锌的溶剂热合成与表征44
实验13软磁铁氧体纳米材料的水热/
溶剂热合成与表征47
实验14碳纳米管的水热合成与表征50
实验15水热法制备过渡金属磷酸盐微孔
材料53
实验16水热合成高比表面介孔Ce0·5Zr0·5O2
固溶体55
实验17水热合成{[Cu(en)2][KFe(CN)6]}n
无机有机杂化材料58
实验18水热还原制备微晶铜60
实验19水热还原制备纳米银62
第5章电解合成法实验64
实验20草酸电解合成乙醛酸65
实验21电解合成绿色环保水处理材料
K2FeO467
实验22电解法合成葡萄糖酸锰69
第6章定向凝固法实验71
6·1定向凝固技术的发展过程71
6·1·1发热铸型法71
6·1·2功率降低法（PD 法）71
6·1·3快速凝固法（HRS）72
6·1·4液态金属冷却法（LMC法）72
6·1·5新型定向凝固技术72
6·2定向凝固技术的应用及凝固理论的
研究进展72
6·2·1定向凝固技术的工业应用72
6·2·2定向凝固理论的研究进展73
实验23定向凝固对AZ31镁合金凝固组织
的影响74
实验24定向凝固条件下二元Mg?Li合金
共晶组织的研究76
第7章化学气相沉积法实验78
实验25化学气相沉积法制备纳米金刚石
薄膜80
实验26化学气相沉积法制备ZnO透明导
电膜82
第8章低温固相合成法实验84
实验27低温固相法合成半导体材
料CdS86
实验28低温固相合成光电材料CuS88
实验29低温固相反应法制备磁性材
料CoFe2O489
实验30低温固相法合成光电材料Zn2SnO491
第9章热压烧结法实验92
实验31热压烧结法制备Si/SiC陶瓷93
实验32热压烧结法制备Ti3Al/TiC+ZrO2
陶瓷复合材料95
第10章自蔓延高温合成法实验97
实验33自蔓延高温合成锂离子电池正极
材料LiCoO298
实验34自蔓延高温合成镧掺杂钡铁氧体
材料99
第11章放电等离子体烧结法实验101
实验35放电等离子体烧结SiC/Cu金属陶
瓷复合材料102
实验36放电等离子体烧结NdFeB永磁
材料104
第12章光化学合成实验106
12·1光化学合成方法106
12·2光化学反应过程106
12·3光化学研究装置107
12·4光化学合成类型107
实验37柠檬酸钠辅助光化学合成半导体
材料Cu2-xSe110
实验38磁性材料Fe3O4@PMAA的
制备112
第13章微乳液法合成实验114
实验39微乳液法制备半导体材料ZnS116
实验40反相微乳液法制备纳米碳酸钙118
第14章沉淀法合成实验121
实验41沉淀法制备纳米氧化锌粉体122
实验42沉淀法合成光学材料CaF2粉体124
第15章化学还原法合成实验126
实验43化学还原法制备金属银纳米
颗粒127
实验44塑料化学镀铜129
第16章综合设计性实验131
实验45染料敏化二氧化钛太阳能电池的
制备131
实验46光催化剂钒酸银的制备及其降解亚
甲基蓝的研究134
实验47粉煤灰制泡沫玻璃和加气混凝土
砌块137
实验48玻璃空心砖的设计与高温制备141
实验49废电石渣煅烧水泥的研究145
实验50粉煤灰漂珠做载体包覆纳米TiO2
光降解催化剂的研究149
实验51沸石分子筛的水热合成与性能
测试153
实验52荧光磁性双功能纳米微球的制备及
其载药性研究159
实验53溶胶?凝胶法合成ZnFe2O4及其光
催化性能研究162
实验54Fe3O4/Au纳米复合微粒的制备165
附录1有机溶剂的毒性167
附录2有机类实验废液的处理方法169
附录3剧毒化学品目录（2012版）171
附录4杜邦安全管理十大基本理论182
1·1实验设计的定义1
1·2实验设计的类型1
1·2·1演示实验1
1·2·2验证实验1
1·2·3比较实验2
1·2·4优化实验2
1·2·5探索实验2
1·3实验设计的要素与原则2
1·4实验设计的基本概念2
1·4·1实验因素3
1·4·2实验单元3
1·4·3实验效应3
1·5实验设计的四原则3
1·5·1随机化原则4
1·5·2重复的原则4
1·5·3对照的原则4
1·5·4均衡的原则4
第２章实验数据的处理5
2·1实验数据测量值及其误差5
2·1·1真值、近似真值(平均值)和相
对真值5
2·1·2常见的几种误差5
2·1·3误差的分类和来源6
2·1·4准确度、精密度和正确度7
2·1·5高斯误差定律——偶然误差的概
率分布密度定律7
2·1·6各种偶然误差的表示式8
2·1·7有限次数的标准误差9
2·1·8可疑观测值的舍弃9
2·2有效数字及其运算规则10
2·2·1有效数字10
2·2·2有效数字的运算规则10
2·3实验数据的处理10
2·3·1列表法11
2·3·2实验数据的图示法11
2·3·3实验数据的方程表示法12
2·4数值计算15
2·4·1辛普森图解积分法15
2·4·2辛普森定积分计算法16
第３章溶胶?凝胶法实验17
实验1溶胶?凝胶法合成二次锂离子电极
材料LiV3O8纤维19
实验2溶胶?凝胶法低温合成Li2·06Nb0·18Ti0·76O3
粉体21
实验3溶胶?凝胶法制备磁制冷材料
La0·65Sr0·35MnO323
实验4溶胶?凝胶法制备压电陶瓷
Bi0·5Na0·5TiO325
实验5溶胶?凝胶法制备半导体材料氧
化锌27
实验6溶胶?凝胶法制备半导体材料二氧
化钛29
实验7溶胶?凝胶法制备稀土材料二氧
化铈31
实验8溶胶?凝胶法在金刚石表面涂覆
纳米TiO2薄膜33
实验9溶胶?凝胶法制备SiC陶瓷35
实验10溶胶?凝胶法合成锂离子电池正极
材料LiMn2O437
第4章水热和溶剂热法实验39
实验11半导体材料ZnO超细结构的水热
自组装41
实验12硫化锌的溶剂热合成与表征44
实验13软磁铁氧体纳米材料的水热/
溶剂热合成与表征47
实验14碳纳米管的水热合成与表征50
实验15水热法制备过渡金属磷酸盐微孔
材料53
实验16水热合成高比表面介孔Ce0·5Zr0·5O2
固溶体55
实验17水热合成{[Cu(en)2][KFe(CN)6]}n
无机有机杂化材料58
实验18水热还原制备微晶铜60
实验19水热还原制备纳米银62
第5章电解合成法实验64
实验20草酸电解合成乙醛酸65
实验21电解合成绿色环保水处理材料
K2FeO467
实验22电解法合成葡萄糖酸锰69
第6章定向凝固法实验71
6·1定向凝固技术的发展过程71
6·1·1发热铸型法71
6·1·2功率降低法（PD 法）71
6·1·3快速凝固法（HRS）72
6·1·4液态金属冷却法（LMC法）72
6·1·5新型定向凝固技术72
6·2定向凝固技术的应用及凝固理论的
研究进展72
6·2·1定向凝固技术的工业应用72
6·2·2定向凝固理论的研究进展73
实验23定向凝固对AZ31镁合金凝固组织
的影响74
实验24定向凝固条件下二元Mg?Li合金
共晶组织的研究76
第7章化学气相沉积法实验78
实验25化学气相沉积法制备纳米金刚石
薄膜80
实验26化学气相沉积法制备ZnO透明导
电膜82
第8章低温固相合成法实验84
实验27低温固相法合成半导体材
料CdS86
实验28低温固相合成光电材料CuS88
实验29低温固相反应法制备磁性材
料CoFe2O489
实验30低温固相法合成光电材料Zn2SnO491
第9章热压烧结法实验92
实验31热压烧结法制备Si/SiC陶瓷93
实验32热压烧结法制备Ti3Al/TiC+ZrO2
陶瓷复合材料95
第10章自蔓延高温合成法实验97
实验33自蔓延高温合成锂离子电池正极
材料LiCoO298
实验34自蔓延高温合成镧掺杂钡铁氧体
材料99
第11章放电等离子体烧结法实验101
实验35放电等离子体烧结SiC/Cu金属陶
瓷复合材料102
实验36放电等离子体烧结NdFeB永磁
材料104
第12章光化学合成实验106
12·1光化学合成方法106
12·2光化学反应过程106
12·3光化学研究装置107
12·4光化学合成类型107
实验37柠檬酸钠辅助光化学合成半导体
材料Cu2-xSe110
实验38磁性材料Fe3O4@PMAA的
制备112
第13章微乳液法合成实验114
实验39微乳液法制备半导体材料ZnS116
实验40反相微乳液法制备纳米碳酸钙118
第14章沉淀法合成实验121
实验41沉淀法制备纳米氧化锌粉体122
实验42沉淀法合成光学材料CaF2粉体124
第15章化学还原法合成实验126
实验43化学还原法制备金属银纳米
颗粒127
实验44塑料化学镀铜129
第16章综合设计性实验131
实验45染料敏化二氧化钛太阳能电池的
制备131
实验46光催化剂钒酸银的制备及其降解亚
甲基蓝的研究134
实验47粉煤灰制泡沫玻璃和加气混凝土
砌块137
实验48玻璃空心砖的设计与高温制备141
实验49废电石渣煅烧水泥的研究145
实验50粉煤灰漂珠做载体包覆纳米TiO2
光降解催化剂的研究149
实验51沸石分子筛的水热合成与性能
测试153
实验52荧光磁性双功能纳米微球的制备及
其载药性研究159
实验53溶胶?凝胶法合成ZnFe2O4及其光
催化性能研究162
实验54Fe3O4/Au纳米复合微粒的制备165
附录1有机溶剂的毒性167
附录2有机类实验废液的处理方法169
附录3剧毒化学品目录（2012版）171
附录4杜邦安全管理十大基本理论182
前 言
《材料合成与制备实验》是根据材料化学专业的培养目标，遵循材料科学与工程教学指导委员会“高等学校材料化学专业规范”的要求编写而成的。本教材针对目前21世纪新材料的发展趋势，总结和概括了几种目前热点形态材料和高新材料的常用合成和制备方法。通过本课程的学习，能够使学生对目前几种常见新材料制备方法的发展概况、制备原理、操作设备以及工艺流程等有一定的了解和掌握；通过理论课与实验课的结合，学生能够熟悉几种常见形态新材料的制备工艺流程和工艺方法控制手段，力求在实验中接触一些新的测试技术和手段，以便能适应不断发展的科学技术，服务于创新性应用型人才培养。
本教材主要包括实验方案设计及数据处理、材料的合成与制备方法及创新性选做实验等内容。材料的合成与制备方法分为：溶胶?凝胶法、水热和溶剂热法、电解合成法、定向凝固法、化学气相沉积法、低温固相合成法、热压烧结法、自蔓延高温合成法、放电等离子体烧结法、光化学合成实验、微乳液法、沉淀法、化学还原法13种。每个实验项目中都有背景知识介绍，力求使学生在完成实验的同时，对相应的材料有一个较为全面、系统的认识。
本书由德州学院化学化工学院材料化学系孙建之、董岩、王敦青、杨敏编写。全书由孙建之、董岩、王敦青三位主编进行增删、修改，后由孙建之主编统稿定稿。
教材主编孙建之是山东省精品课程负责人，德州学院教学骨干，材料化学实验中心负责人；董岩是山东省精品课程负责人，德州学院教学名师，材料化学重点专业建设负责人。本教材是编委会总结近几年来主持研究应用型本科院校“十一五”课题(No:FIB070335?A4?03)；山东省教育科学“十二五”规划教研课题(No:2011JG439，No:2011GG127)的基础上，针对地方本科院校材料化学专业的教学特点，从应用型人才的培养出发,以培养学生专业技能为主线编写而成的。
编者根据材料合成与制备实验教学的实际经验，参阅国内外相关教材及文献资料，编写了此教材，在此对相关兄弟院校的同行、专家表示诚挚的谢意。
本书在编写过程中，得到了山东省精品课程、德州学院教材建设基金项目的资助，并得到了化学工业出版社的支持与帮助，在此深表衷心的感谢。
由于材料合成与制备涉及的知识面非常广，编者力图建立以“基本概念——基本方法——工艺技术——仪器设备”为主干，合理渗透材料表征及性能的课程体系，但由于编者水平所限，难免存在一些不当之处，敬请读者批评指正。
本教材主要包括实验方案设计及数据处理、材料的合成与制备方法及创新性选做实验等内容。材料的合成与制备方法分为：溶胶?凝胶法、水热和溶剂热法、电解合成法、定向凝固法、化学气相沉积法、低温固相合成法、热压烧结法、自蔓延高温合成法、放电等离子体烧结法、光化学合成实验、微乳液法、沉淀法、化学还原法13种。每个实验项目中都有背景知识介绍，力求使学生在完成实验的同时，对相应的材料有一个较为全面、系统的认识。
本书由德州学院化学化工学院材料化学系孙建之、董岩、王敦青、杨敏编写。全书由孙建之、董岩、王敦青三位主编进行增删、修改，后由孙建之主编统稿定稿。
教材主编孙建之是山东省精品课程负责人，德州学院教学骨干，材料化学实验中心负责人；董岩是山东省精品课程负责人，德州学院教学名师，材料化学重点专业建设负责人。本教材是编委会总结近几年来主持研究应用型本科院校“十一五”课题(No:FIB070335?A4?03)；山东省教育科学“十二五”规划教研课题(No:2011JG439，No:2011GG127)的基础上，针对地方本科院校材料化学专业的教学特点，从应用型人才的培养出发,以培养学生专业技能为主线编写而成的。
编者根据材料合成与制备实验教学的实际经验，参阅国内外相关教材及文献资料，编写了此教材，在此对相关兄弟院校的同行、专家表示诚挚的谢意。
本书在编写过程中，得到了山东省精品课程、德州学院教材建设基金项目的资助，并得到了化学工业出版社的支持与帮助，在此深表衷心的感谢。
由于材料合成与制备涉及的知识面非常广，编者力图建立以“基本概念——基本方法——工艺技术——仪器设备”为主干，合理渗透材料表征及性能的课程体系，但由于编者水平所限，难免存在一些不当之处，敬请读者批评指正。
编者2013年6月于德州学院(山东德州)
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