水熱反應釜的應用與研究進展
水熱反應釜是介穩微孔晶體材料沸石分子篩適宜的方法之一，目前已獲得平衡缺陷晶體例如人工水晶（石英）。而水熱或溶劑熱合成復合氧化物與復合氟化物陶瓷粉末、無機－有機雜化的硒酸鹽和亞磷酸鹽以及無機－有機納米復合材料、固體雜化材料、金屬配位聚合物等已經引起化學家和材料學家的廣泛關注。水熱條件下合成的無機－有機雜化材料結構可以是一維，二維或三維的，其中螺旋結構特別引人注目。在水熱與溶劑熱條件下，中間價態、介穩態以及特殊物相易于生成，因此能合成與開發特種介穩結構、特種凝聚態和聚集態的新物相，如特殊價態化合物、金剛石和納米晶等。
用水熱反應釜可以開發出更多無機功能材料和新型無機化合物，這一合成技術的研究已經擴展到光電磁材料、快離子導體、鈦酸鹽鐵電壓電材料、無機微孔晶體材料、無機發光材料以及各種氧化物粉體的合成，在制備高純、均一、超細的多組分納米粉體方面也顯示了很好的應用前景。除了以水為溶劑外，介質溶劑也得到大大的擴展，眾多的非水溶劑在水熱合成中使用。用非水溶劑代替水的合成方法稱為溶劑熱。非水溶劑熱技術對于具有優異性能的金屬－非金屬納米材料如氮化物、碳化物、硼化物、硫化物等的合成更為有效。
水熱反應釜在無機合成中的應用，包括有微孔材料的水熱溶劑熱合成；納米材料的水熱溶劑熱合成，還可制備多種功能陶瓷納米材料；特殊結構、凝聚態材料的水熱溶劑熱合成，如超硬材料GaN和金剛石、螺旋和手性結構和特殊配位狀態化合物的合成。目前*人工合成的含五配位鈦化合物Na4Ti2Si8O22 •4H2O就是利用水熱合成方法得到的。利用水熱和溶劑熱合成方法還可以進行無機化合物的合成。很多工業上重要的晶體以及具有光、電、磁功能的復合氧化物和氟化物也可以通過水熱法生長。目前，水熱法已合成了包括磷酸鋁、磷酸鎵、方解石、多種寶石(如紅寶石、藍寶石、祖母綠等) 和磷酸鈦鉀(KTP) 等近百種晶體。利用水熱反應釜合成的具有良好超導性和鐵磁性的復合氧化物包括有高溫超導體La(Y)－Ba－Cu－O系列，La2Ti (Mn或Sn)CuO6系列等。水熱反應大多在中溫進行，廣泛應用于無機－有機復合材料的合成。這類化合物在對映異構體的分離、手性合成、配體交換以及選擇催化有重要的用途。
制備CdS納米材料的各種工藝，其中水熱－溶劑熱法是一種重要的方法，倍受研究者的關注。同時，水熱反應釜制備納米晶的過程中，也受到一定的限制。在水為溶劑的反應下，有些反應物分解或有些反應不能發生。因此，用非水溶劑如乙醇、甲醇、苯等代替水作為溶劑，通過溶劑熱反應代替水熱反應,可以很好地制備前驅體對水敏感的納米晶化合物。
應用水熱反應釜可以制備大多數技術領域的材料和晶體，而且制備的材料和晶體的物理與化學性質也具有其本身的特異性和優良性。如美國學者在超臨界水熱體系中合成出金剛石。我國學者在非水體系中合成出氮化鎵、金剛石以及系列硫化物納米晶，在水熱體系中合成特種五配位鈦催化劑。一系列中高溫高壓水熱反應的開拓及在此基礎上開發出來的水熱合成、溶劑熱合成反應，已成為目前多數無機功能材料、特種組成與結構的無機化合物以及特種凝聚態材料，如納米粒子、復雜價態固體、溶膠與凝膠、平衡缺陷晶體、非晶態、無機膜、單晶等合成的重要途徑。利用水熱反應釜得到的產物包括有雙摻雜二氧化鈰固體電解質、巨磁阻材料、超導材料以及非線性光學材料。
無機納米材料的水熱合成及其衍生方法，用水熱反應釜制備的粉體已經達到數納米的水平。水熱合成已成功制備出許多材料，其中代表性的就是一系列的硅酸鈣水合物。堿土金屬鈦酸鹽以其優良的介電常數和熱參變數，被廣泛的應用于電子陶瓷材料、半導體陶瓷、壓電陶瓷、壓電式拾音器和電子計算機的記憶元件等各種壓電材料。該材料的水熱合成研究近年來得到了廣泛的關注。以有機溶劑代替水的溶劑熱反應和用微波進行加熱的微波－水熱反應也是近年來材料領域的研究熱點。
水熱反應釜可用來生長各種單晶，制備超細、無團聚或少團聚、結晶完好的陶瓷粉體，應用有水熱晶體生長，水熱法制備粉體（微晶粒或納米晶粒）以及水熱法制備薄膜。
軟化學及軟化學合成法研究發現，使用水熱反應釜由于具有合成溫度低、反應時間短、產物純度高、粒度小等優點而成為有效的新材料合成方法之一。水熱法通常在較低溫度下進行，可以有效避免高溫相變的發生，因而眾多介穩相可通過水熱反應加以合成。如CrO2用其他方法無法得到，只有用水熱反應釜才能合成。
水熱反應釜在功能無機化合物的合成被廣泛應用，這些無機物包括固體快離子導體、化學傳感材料、復合氧化物電子材料、鐵氧體磁性材料、非線性光學材料等。此外，水熱合成又是特種凝聚態材料如微孔材料的重要合成途徑。研究者對制備PZT粉體的方法進行研究分析，指出在溫和的水熱條件下合成PZT壓電陶瓷納米粉體，較其它PZT粉體合成方法－高溫固相合成法、化學共沉淀法以及溶膠－凝膠法, 晶化溫度大大降低，可以得到較好晶形的PZT粉體。
用非水溶劑如乙醇、苯等代替水作為溶劑衍生出的使用水熱反應釜是近年來材料領域的研究熱點。溶劑熱合成納米功能材料是一種經濟的材料制備新途徑。通過溶劑熱反應已經制備了大量前驅體對水敏感的納米晶化合物。溶劑熱法廣泛應用于許多無機材料的晶體生長，如沸石、石英、金屬碳酸鹽、磷酸鹽、氧化物和鹵化物以及Ⅲ－Ⅴ族和Ⅱ－Ⅵ族半導體的研制。另外，應用溶劑熱方法已成功地合成出許多配合物及硫屬元素化合物和磷屬元素化合物。
有機溶劑熱法合成納米材料的研究與發展，指出水熱反應釜有機溶劑熱法逐漸成為納米材料的重要合成技術。目前已報道的溶劑熱合成納米材料的途徑主要包括：溶劑熱元素反應、溶劑熱結晶、溶劑熱沉淀、溶劑熱分解等。隨著納米材料合成研究的需要，溶劑熱合成已擴展到醇類、胺類、烷烴等眾多溶劑。用溶劑熱合成的納米材料的種類很多，如新型沸石分子篩、Ⅲ－Ⅴ族化合物及一維半導體等。
水熱反應釜在建筑陶瓷工業中的應用，表示水熱法一直主要用于地球科學研究，二戰以后才逐漸用于單晶生長等材料的制備領域。實現建筑陶瓷產品的智能化和潔凈化可以通過水熱技術和濕化學技術來進行。水熱合成法是對于具有特種結構、功能性質的固體化合物和新型材料的重要合成途徑和有效方法。