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1、溶胶-凝胶法制备纳米颗粒的基本 过程是怎样的？过程：询弱体+溶剂f均勾溶液f 在一定条件下溶质水解/醉牌f水 解产物（缩合聚集）一Inm左右的 收体粒子（溶胶）一溶胶粒子（聚 合生长）一凝胶KSSG法（溶液 一溶胶一凝胶法）】一凝胶味化、 干燥、焙烧去除有机成分.最后街 到所需的无机纳米微粒。什么叫化学气相沉枳法，它与外场 结合又可衍生出哪些方法？简述 VLS、VS 机制。:（I）.将两神诙两衿以上的气态原 材料导入到个反应室内，然房它 们相互之间发生化学反应.形成一 种新的材料，沉枳到基片表面上。（2）衍生方法:等离子体增强CVD 法（PECVD ）.微波CVD法 （MWCVD）, 激光辅助
2、CVD法 LCVD ）.超声波CVD法 （UWCVD）,（3.VLS：源材料中没有金没催 化剂。炳米产物当相基元&和令 批催化布气相基元A通过碰拘、集 聚合成形成合金团簇，达到一定尺 寸后形成液滴.合金液浦存花使B 不断溶.解，当馆体达到饱和，又析 出晶体B后，液滴乂欠馄和乂吸收 B.使晶体再析出生长.如此反复， 在液渔约束F,形成维结构的M 体B熟米戏。VS：气相基元B沿若位惰的轴向 成核生长成晶须”晶须的生长须满 足两个条件：轴向螺旋位错、防止品物面成核 何为“自催化VLS生长”？依样 利用自催化VLS生长实现纳米线 的携杂？通过源材料内在反应形核，使纳米 戏以VLS生长的现象称为“自催
3、化VLS生长 双金属源（有的种金栅按汆）蒸 汽压要符合条件径溶于催化剂 纳米半导体颗粒具有光催化性能 的主要原因是什么？光催化有哪 些具体应用原因：半导体纳米颗粒校径的 M小使时子尺寸效应增强、能隙增 大，价带电位变得更正、导带电位 变得史贝.使光生电了一空穴对的 还原一氧化能力提高，增强了催化 降解有机物的活性；苗半导体 纳米耽粒而言，其粒轻通常小于空 间电荷层的厚度.因此可爸咯空间 电荷层的影滞,光生菽流子可通过 简单的如故运动从颗粒的内部迁 移到表面，与电子给体诙受体发生 轼化或还原反应。校径的减小使光 生电子一空穴扩散到表面的时间 减少，电子一空穴的分离效果提 高、在颗粒内部的纱合懈率
4、下降， 从而使光依化活性增强：在光 催化反应体系中，反应物被吸附庄 催化削的表面是光催化反应的一 个前提步骤.较径的减小使半导体 的米顺粒的比表面积增大.强烈的 吸附效应使得光生栽流子优先与 吸附的物网进行反应、可使降解能 力提凯应用：太叫能利用自清洁玻璃 环境净化（污水处理.空气冲化） 有机合成杀留器mi何为纳米材料的模板法合成？它 由哪些优点？合成一雄纳米材料 的模板有哮些？定义：所谓模板合成就是将R有纳 米结构且形状容易控制的物质作 为模板（模于），通过物理或化学 的方法将相关材料沉枳到校板的 孔中或表面,而斥移去供板,得到 具有模板垸范形我与尺寸的纳米 材料的过程.优点：1.多数棋板不
5、仅台成方便，而 且共性版可在广泛葩囤内粘确调 控：.合成过程相&简单.很多方法 近合批量生产；3.可同时解决纳米 材料的尺寸与形状控制及分散枪 定性问题；4.特别适合纸纳米结 构（如纳米线和纳米管）的合成.W 此模板合成是公认的合成纳米材 料及纳米阵列的垠理方法之f 分类：软棋板和碰模板典型代表为：阳极氧化铝校板法 便横板法）和表面活性剂模板 法（软模板）。试结合工艺流程图分别说明氧化 铝模板的制备过程以及氧化铝模 板合成纳米魏阵列的过程 制备过程：预处理：首先，将铝片依次在丙酮 和乙酹中清洗以去除表面的油污.然后.在其空中将悟片在4505 退火数小时，退火处理的目的是消 际铝片内部的帆械应力
6、，同时也使 品校长大。Rfi后.在无水乙B?和高 筑酸的混合液中进行电化学损光。 阳极氧化过程：首先，将预处理的 高纯铝片在草酸溶液中进行第一 沈阳极氧化，此时所很到的多孔氧 化铝骐的顶部的有序性比较差。然 后,将第次裂化符到的钗化铝膜 用璘酸和铭酸的混合溶液在6 0 C腐蚀数小时，此时.在铝片表 面上可以得到比较有序的六角形 的凹坑阵列.次腐蚀的时间可以 随意调整.一次机化时间的增册. 上述的六角形凹坑阵列结构的有 序性也会随之提高。：沈阳极氧化 是在六角凹坑阵列上进行的，二次 氧化的条件与一次机化的条fl基 本相同.即在相同的电解质溶液、 相同的电压、相同的温度下进行， 只是机化时间较长，
7、二次氧化的时 间迪常是由所潮的模板厚度来决 定的，后续处理过牌：除去背面铝和去 照玲层.用可溶的情性金出盐溶 液与铝反应）扩孔：用格磷酸溶 液去除致密的级化悟阻挡房.合成过程；首先利用蒸镀法或滋射 法在双通模板的面制备层用 度大约为2（K）nni的金膜作为电沉 积的工作电极。通过控制实脸参 数，使制备材料优先在电极上成 核井沿筑化铝模板通道的轴向择 优生长.diTX化招模板中通道的 果制作用，因而可以实现在模极中 祖装金属纳米烷有序阵列。采用仗 或酸的稀溶液适当爆蚀抻狙化铝 模.就可获待纳米技仃序歼列.碳纳米管的性质，它有那些主要的 应用前景？力学：抗张氽度高,拉伸强度大. 电学特性：金属性.
8、半导体性. 化学特性：催化削，或催化靖板提供反应场所） 只有很强的吸附储纵能力可 用作电极材料.太阳能电池，高容 址燃料电池.应用前景：绝好的纤都材料，既 具有碳纤推的固有性质，乂只有金 属材料的导电导热性、陶瓷材料的 耐残耐蚀性、坊织纤锥的柔敦可编 性，以及高分子材料的易加工性， 是一种-材*能和一材多用的功 能材料和结构材料，将给汽车、飞 机等身亍器的制造带来革命性的 突破.只有极高的强度和理想的 弹性.只有非凡的韧性和恢夏能 力.作为复合材料的纤维增魏 体，碳洒米修具有极好的强度、押 性、抗披劳性及各向同性，同时茏 具有石墨的润滑性和导电性.在航 空、航天等特殊制造领域叩.有无可 比拟的
9、优势。在隐身材料领域，平 面显示领域.微电子器件领域的探 索.提高传统光刻技术中曜光系统的 分辩率？瑞利定仲：Rkl X/NAD = k2 X /（NA）2 其中,R为分辨率，D为焦深.X 为喽光波长，NA为数值孔径，由 成像系统决定.kl和k2是与系统 有关的制数.减小波长、增加数值 孔径、减小kl等方式都可以提高 光刻观尤系统的分辨率，其中减小 波长是主要手段.何为纳米材料的自组装？用于制 备纳米结构的微乳液体系一殷有 几个组成部分？自组装：纳米材料的自组装是在合 适的物理、化学条件下.原子、分 于、粒子和其他结构单元，通过级 成、苑德瓦尔斯被、怖电力等非共 价谜的相互作用、亲水疏水相互
10、作用.在系统能性原理的羽 动下.白发地形成具有纳米结构材 料的过程，组成：波面活性剂、助我面活性 剂、白机溶剂和水在纳米颗粒的气相合成中涉及到 哪些基本环节？，相合成大致可 分为哪四种？，相成核理论的机 制有哪两种？a在纳米徵粒的气相法合成中，涉 及过饱和蒸气的产生、粒了成核和 仁大、团聚、凝结、转移和收蛆等 过程b蒸发法、滩射法、化学气相反应 法和化学气相凝聚法c（ 1）蒸代的异相成核：以避入 蒸气中的外米离子、粒子等杂质成 固体表面上的台阶等忍陷为成核 中心，进行微粒的形核及长大.（2 ）蒸T的均相成核：无任何外 米杂战或缺阳的参与，过饱和蒸气 中的原子因相互碰揄而失去动能. 因小范旧内温
11、度和物质浓度不同， 开始聚集成小核.当小核半径大于 临界半径Rc时就可以成核生长. 燃终形成微粒，举出五种碳的纳米材料，阐述其一 唯材料与二维材料的结构特点、用 途，答：纳米石墨石墨烯富勒烧 （C6O） 碳纳米管纳米金刖石 薄膜其中石窟嫦是一.锥结构，碳纳米管 是一泓姑构。 -维材料：碳纳米管结构特点：六边形网格翻卷而成的 管状物,管子两端一般有含五边形 的半球面网格J4I3.用途：碳纳米管超级电容器、族纳 米管传氢材杆、碌纳米管吸波剂、 碳纳米管异成姑构，大现模集成电 路. 二挑材料：石短烯结构待点：sp2条化碰原于形成的 尊直仅为单层原子的拌列成蜂窝 状六角平面晶体.除了用的蜓博膜 片.C
12、-C键之间以卬2谜相连. 用途：透明导电薄膜、液晶显示材 料、品体管集成电路，简述纳米材料的力学性能、热学性 能与光学性能有乞样的变化？ 力学性能：由于纳米品体材料由很 大的表面枳/体积比.杂版在界面的 浓度便大大降低，从而提商了材料 的力学性能.强度变低.塑性变好, 词性变好。热学性能：纳米微粒由于颗粒小. 表面能高，比波面原子数多，活性 大.因此.烙点降低.烧结温度降 低、品化泓度降低。光学性能：纳米皈粒存在虽子 尺寸效应和界面效应：宽频带吸 收：对可见光反射率低：蓝移现 象：吸收波向知波移进；格米微 粒发光：尺寸小丁某定值时，特定 波K激发下发光：在溶胶中，胶 体的高分散性和不均匀性使其
13、只 有特殊的光学性质。利用机械球磨法制备纳米颗粒的 主要机制是什么？有何优、缺点？ 机制：该方法通过高能研咯，使隐 材料的粗颗粒产生产娘的形变而 发生结构受化，纳米晶体在产成形 变材料的切面带上成核.从而使楸 收粒结构转变为纳米山.优点，粉体是单纯的纳米颗粒， 或是纳米额粒与（亚）微米瓢粒（粗 晶分裂而成混合在一起：产量 高.工艺简单.适用于高儒点合金 纳米颗粒的制备，缺点：尺寸不均勾，易引入杂质， 颗粒表面和界面主要由磨球 般 为铁）和气氛（氧气、氨气引起 污染在球磨法制备纳米微粒的过 程中，轴米相的形成及晶粒所能达 到的极限尺寸与材料的组分、所用 球磨设备的种类、一扮质址比和弋 甄状态等因
14、素有关，其影响因素I 分发知氧化物或者氮化物纳米材料具有 许多特殊的功能，举出其三种主要 的制备方法、并介绍这种物质的至 少两种晶相.答：狗化依TiO2俗称钛口粉，它 主要有两种姑品形态：锐钛型（A 型和金红石型（R用）1）制备方法 四氧化做水解法原料：四钗化钛反应介成：水 主要波征手段：XRD （看晶相）， SEM （吞表面微视结构，毋粒大小 与分布）.TEM看品粒大小） 气相法原料：命届忱、钛的际盐或无机枕 反应介质：H2O2上要表征手段：XRD （石晶相）. TEM看品粒大小） 溶胶-嵌胶法 原料：酸酸J Ri 反应介质：乙醇土要表征手段：XPS （右表面化学 态）.SEM看表面微刨结构
15、.颗 粒大小与分布，TEM （看晶粒大 小），AFM （看R面形织.计算表 而粗糙度）2）主要用途：光供化材料，太 阳能电池，污水处理用太阳能光反 应翳.空气净化器，防秀及口清洁 涂层，抗菌材料锐钛矿：构成锐钛B的八面体通过 共顶点的方式连接成张网，八面 体层之间通过共边的方式而构成 三锥网络.这样.每4个八面体层. 相同的结构就会ift ii-次。金红石：以TiO八面体的排列旧， 金红石结构由Ti-O八而体以共校 的方式排列成此状.韶胞中心的槌 和四角的Ti-0八面体链的排列方 向相差90* ,链与链之间是Ti-0 八面体以共顶相连.什么是纳米材料？其内的是什么 广义地，纳米材料是指三推空间中 至少有维处于纳米尺度范围或 由它们作为单元构成的材料. 纳米尺度颗粒（原子团簇） -推敝子戏（线、管、棒、电缆） _雄成子面（超傅膜，多层膜 三维纳米固体（体材料） 纳米材料的四大效应是什么？对 每一效应举例说明，1. 小尺寸效应：指纳米粒了尺寸减 小.体枳煽小.粒子内的原子数减 少而造成的效应。举例：小尺寸的AU/H02具有低湿 贝化催化活性.2. 表面效应：粒径连浙接近于原f 直径时.表面原子的数目及其作用 不能忽略，这时晶粒的波面枳、表 血能和农而结合能等都发生了很 大的变化.人们把由此而引起的种 种待异效应通称为表血效戍.举 例：金属的纳米粒子在空气中会燃 烧.无机的纳
