纳米材料复习题.doc

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1、1.纳米科技的基本含义和主要研究范畴是什么？纳米科技是指在纳米尺寸（一般为1~100nm，但对于很小的原子和很大的分子的物质往往会突破这个下限和上限）上研究物质的特性和相互作用，同时利用这些特性在这一尺度范围内对原子、分子进行操纵和加工的多学科交叉的科学和技术。主要研究范畴：纳米物理学、纳米化学、纳米材料学、纳米生物学、纳米医学、纳米加工、纳米器件等。2.从狭义和广义两个角度解释纳米材料的基本概念。在纳米材料发展初期，纳米材料是指纳米颗粒和由它们构成的纳米薄膜和固体。现在，广义的讲，纳米材料是指

2、在三维空间中至少有一维处于纳米尺寸范围（1~100nm）或由它们作为基本单元构成的宏观材料。3.什么是团簇？原子团簇是指几个至几百个原子的聚集体（粒径小于或等于1nm）。4.什么是C60？C60分子是由20个六边形环和12个五边形环组成的球形32面体，其中五边形环只与六边形环相邻，而不相互连接；32面体共有60个顶角，每个顶角由一个碳原子占据，这种32面体也可看成是由20面体经截顶后形成的，故又称截顶20面体。5.什么是碳纳米管？理想碳纳米管是由碳原子形成的石墨烯片层卷成的无缝、中空的管体。6.

3、碳纳米管的基本特性有哪些？①力学特性。碳纳米管的侧面是由六边形碳环组成的，但在管身弯曲和管端口封顶的半球帽形部位则含有一些五边形和七边形的碳环结构。因为构成这些不同碳环结构的C-C共价键是自然界中最稳定的化学键，所以碳纳米管应该具有非常好的力学性能，其强度接近于C-C键的强度。②电学特性。碳纳米管由于管内流动的电子受到量子限域所致，电子在碳纳米管中通常只能在同一层石墨片中沿着碳纳米管的轴向运动，沿径向的运动将受到很大限制。③光学性能。碳纳米管的光学性质主要有光学偏振性、光学相关性、发光性能好、对

4、红外辐射的敏感性等。7.给出纳米微粒的准确定义？纳米微粒又称纳米颗粒，或者纳米尘埃，纳米尘末，指纳米量级的微观颗粒。它被定义为至少在一个维度上小于100纳米的颗粒。8.量子尺寸效应？金属费米能级附近电子能级在高温或宏观尺寸情况下一般是连续的，但当粒子尺寸下降到某一纳米值时，金属费米能级附近的电子能级由准连续变为离散能级的现象，以及纳米半导体微粒存在不连续的最高被占据分子轨道和最低未被占据的分子轨道能级而使能隙变宽的现象均称为量子尺寸效应。9.小尺寸效应？当超细微粒的尺寸与光波波长、德布罗意波长以

5、及超导态的相干长度或透射深度等物理特征尺寸相当或更小时，晶体周期性的边界条件将被破坏；非晶态纳米微粒的表面层附近原子密度减小，声、光、电磁、热力学等物性均会发生变化，这就是所谓的纳米粒子的小尺寸效应，又称体积效应。10.表面效应？表面效应又称界面效应，它是指纳米粒子的表面原子数与总原子数之比随粒径减小而急剧增大后所引起的性质上的变化。11.制备纳米粒子的整体思路有哪两种？纳米粒子的制备方法多种多样，一般可归结为两大类，即“以下至上”法，或称构筑法；“以上至下”法，或称粉碎法。1.常见的液相法制备

6、纳米粒子有哪几种？沉淀法、喷雾法、水热法、溶剂挥发分解法、溶胶-凝胶法2.为什么液相法是制备纳米材料较为理想的方法？制备纳米材料的开始状态为液态,它是选择一种或多种合适的可溶性金属盐类与溶剂配制成溶液,使各元素呈离子或分子状态，采用合适的沉淀剂沉淀或蒸发升华或水解得到纳米颗粒。液相法也是目前实验室和工业广泛采用的纳米材料的制备方法,主要用于氧化物纳米材料的制备。可以在原子分子水平上进行物质装配与控制，更好的控制纳米材料的粒径、形状和组成。特点﹕设备简单、原料容易获得、纯度高、均匀性好、化学组成控

7、制准确等优点，但适用范围较窄，主要用于氧化物纳米材料的制备。3.评价纳米粉体的质量特性主要从哪几个方面？①粉体纯度②粉体的细度，粒度分布范围，分布越窄越好。③粉体的形状，应用不同，会对粉体的形状有要求④粉体性能，应用不同，会对如亲水性、覆盖性等不同的指标有要求。4.在纳米粒子的制备过程中，为了加速形核，促进形核与长大阶段分离，常采用的措施有哪些？加入籽晶，产生异质形核作用；降低反应体系的pH值;采用稀的反应溶液，添加络合剂等以提高临界形核浓度C*min；采用变温技术，即形核一定时间后突然改变反应

8、体系的温度，使形核阶段较高的过饱合度迅速降至低于C*min的水平，从而终止形核。5.在纳米粒子的液相法制备过程中，为防止粒子发生硬团聚，常采用的措施有哪些？防止纳米粒子团聚的方法主要有化学法和高能物理法，消除纳米粒子的团聚的方法主要是机械力分散法。（1）化学分散。①加入反絮凝剂形成双电层。②加入表面活性剂包裹微粒.（2）超声分散（3）机械分散。6.采用液相法制取纳米粒子时，对颗粒尺寸产生影响的因素主要有哪些？反应时间和温度、反应物浓度、表面活性剂的种类、浓度配比、还原剂或者沉淀剂的浓度及加入方式