陕西师范大学纳米材料考试.doc

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1、纳米材料复习题陕西师范大学材料学院2010级喻俊1、简单论述纳米材料的定义与分类。2、什么是原子团簇？谈谈它的分类。3、通过Raman光谱中任何鉴别单壁和多臂碳纳米管？如何计算单壁碳纳米管直径?4、论述碳纳米管的生长机理（图）。答：碳纳米管的生长机理包括V-L-S机理、表面（六元环）生长机理。（1）V-L-S机理：金属和碳原子形成液滴合金，当碳原子在液滴中达到饱和后开始析出来形成纳米碳管。根据催化剂在反皿过程屮的位置将其分为顶端生长机理、根部生长机理。%1顶端生长机理：在碳纳米管顶部，催化剂微粒没有被碳覆

2、盖的的部分，吸附并催化裂解碳氢分了而产生碳原了，碳原了在催化剂表面扩散或穿过催化剂进入碳纳米管与催化剂接触的开口处，实现碳纳米管的生长，在碳纳米管的生长过稈中，催化剂始终在碳纳米管的顶端，随看碳纳米管的生长而迁移；%1根部生长机理：碳原了从碳管的底部扩散进入石墨层网络，挤压而形成碳纳米管，底部生长机理最主要的特征是：碳管一末端与催化剂微粒相连，列一端是不含有金属微粒的封闭端；（2）表面（六元环）生长机理：碳原了直接在催化剂的表面生长形成碳管，不形成合金。①表血扩散机理：用苯环坐原料来生长碳纳米管，如果苯环

3、进入催化剂内部，会被分解而产生碳氢化合物和氢气同时副产物的检测结果为只有氢气而没有碳氢化化物。说明苯环没有进入催化剂液滴内部，而只是在催化剂表面脱氢生长，也符合“帽式”生长机理。5、论述气相和溶液法生长纳米线的生长机理。（1）气相法反应机理包括：V-L-S机理、V-S机理、碳纳米管模板法、金属原位生长。%1V-L-S机理：反应物在高温下蒸发，在温度降低时与催化剂形成低共熔液滴，小液滴相互聚合形成大液滴，并且共熔体液滴在端部不断吸收粒了和小的液滴，最后由于微粒的过饱和而凝固形成纳米线。%1V-S机理：首先沉

4、底经过处理，在其表面形成许多纳米尺度的凹坑蚀丘，这些凹坑蚀丘为纳米丝提供了成核位置，并且它的尺寸限定了纳米丝的临界成核肓径，从而使生长的丝为纳米级。%1碳纳米管模板法：采用碳纳米管作为模板，在一定温度和气氛下，与氧化物反应，碳纳米管一方面提供碳源，同时消耗白身；另一方血提供了纳米线生长的场所，同时也限制了生成物的生长方向。%1金属原位生长：（2）溶液法反应机理包括溶液液相固相、选择性吸附。%1S-L-S机理：SLS法和VLS法很相似，二考的主要并别在于SLS法纳米线成长的液态团簇來源于溶液相，而VLS法则

5、来自蒸气相。%1选择性吸附：选择性吸附配位剂或表面活性剂，并在平行于生长方向的晶面生长。6、解释纳米颗粒红外吸收宽化和蓝移的原因。7、论述光催化的基本原理以及提髙光催化活性的途径。8、什么是库仑堵塞效应以及观察到的条件?9、讨论半导体纳米颗粒的量子限域效应和介电限域效应对其吸收边，发光峰的影响。10、纳米材料中的声子限域和压应力如何影响其Raman光谱。11、论述制备纳米材料的气相法和湿化学法。（1）高温气相法：指肓接利用气体或者通过各种手段将物质变成气体，在载气的作用下通过传输在反应区冷凝，进一步发生物

6、理化学反应，最示在冷却过程屮凝聚长大形成纳米颗粒的方法。高温气相法根据反应原理或装置特点分类：%1若反应屮没有化学反应：热蒸发法%1若反应屮有化学反应：化学气相沉积%1若反应屮使用金属氧化物：金属有机化学沉积%1若反应屮有激光激发：激光烧蚀法%1若反应能够控制检测生长速度：分子朿外延技术（2）湿化学法：有液相参加，通过化学反应来制备材料的方法。湿化学法根据反应原理或装置特点分类：%1若为敞开体系：包括一般性溶液反应%1若为密闭体系：水热、溶剂热%1有机溶剂参与反应：有机溶剂回流%1胶体化学法：在有机相中反

7、应，反应能溶于有机相形成胶体溶液。12、什么是纳米结构，并举例说明它们是如何分类的，自组装纳米结构形成的条件是什么。13、简单讨论纳米颗粒的组装方法答：纳米颗粒的组装的基木思路是溶解、挥发、组装。溶解：配制成胶体溶液挥发：白然挥发或者加入使溶质溶解度降低的溶剂，使其从溶液屮沉淀出来。组装：人工组装或自组装纳米团簇的超分子化学组装方法可分为两类：%1DNA指导：将金属纳米粒了嫁接到DNA大分了上，这些DNA分了自身有可编程的白组装特性，并且可派生出大量的分子、电子和光子部件。%1气泡作模板：%1半导体纳米粒

8、了组装：将包覆有机物的团簇在一定温度和压力下溶解于辛烷和辛醇的混合溶液中，然示降低压力使沸点较低的辛烷逐渐挥发，由于包覆的纳米团簇在辛醇屮溶解度较小，就使得纳米团簇的胶态晶体从溶液屮析出。%1金属胶体组装：经表面处理后的金属胶体表面嫁接了官能团，它可以在有机环境下形成白组装纳米结构。%1胶态晶体法：是利川胶体溶液的自组装特性使纳米团簇纽•装成胶态晶体，得到二维或三维的超晶格；%1模板法：是利用纳米团簇与组装模板间的识别作用来带