納米材料和納米結(jié)構(gòu)補充

1、L討論影響納米磁性液體的穩(wěn)定性及性能的主要因素。pH值、Fe2+/Fe3+濃度、反響溫度、反響時間、分散劑均對納米Fe3O4顆粒的性能有顯著 影響，在制備過程中必須嚴(yán)格地加以控制才能得到具有良好磁性能和合適粒徑的納米Fe3O4 顆粒。稀土離子摻雜對Fe3O4顆粒磁性能的影響。.鐵磁性或亞鐵磁性納米顆粒的單疇尺寸等于其超順磁性尺寸否？當(dāng)鐵磁或亞鐵磁物體小過某一臨界尺寸(20-50nm)時，它們就成為單疇顆粒。許多這樣 單疇顆粒組成的物質(zhì)具有超順磁性。.紅移引起紅移的因素也很復(fù)雜，歸納起來有：1)電子限域在小體積中運動；量子限域效應(yīng)2) 粒徑減小，內(nèi)應(yīng)力(P=20/r, r為半徑，團為外表能)增加

2、，這種內(nèi)應(yīng)力的增加會導(dǎo)致能帶結(jié) 構(gòu)的變化，電子波函數(shù)重疊加大，結(jié)果帶隙、能級間距變窄，這就導(dǎo)致電子由低能級向高能 級及半導(dǎo)體電子由價帶到導(dǎo)帶躍遷引起的光吸收帶和吸收邊發(fā)生紅移； 激子吸收帶- 量子限域效應(yīng) 激子的概念首先是由Frenkel在理論上提出來的。當(dāng)入射光的能量小于禁帶 寬度(3kBT 有人曾統(tǒng)計如果量子點的尺寸為nm,可在室溫下觀察到 上述效應(yīng)。量子點是十幾nm。上述效應(yīng)必須在液氮溫度下。.用來直接觀察材料形態(tài)的SEM、TEM、AFM對所測定的樣品有哪些特定要求？從它們的 圖像中能夠得到哪些基本信息？三者都是固體樣品。要求：TEM：超薄切片SEM：要求樣品外表導(dǎo)電，如不導(dǎo)電那么需鍍白

3、 金、黃金或碳AFM：樣品要求外表較平整，過于凹凸針尖易斷。 提供的信息：TEM：晶粒 大小與分布，包括晶界，甚至能看到晶格條紋SEM：顆粒的大小與分布AFM：主要觀察薄 膜外表粗糙度.納米顆粒的高外表活性有何優(yōu)缺點？如何利用？優(yōu)點:外表活性高可以吸附儲氫,制備高效催化劑實現(xiàn)低熔點材料缺點:容易吸附團 聚容易失活易被氧化而燃燒。應(yīng)用：外表吸附儲氫、制備高效催化劑、實現(xiàn)低熔點材 料等。.舉出五種碳的納米材料，闡述其一維材料與二維材料的結(jié)構(gòu)特點、用途。答：納米石墨 石墨烯 富勒烯（C60）碳納米管納米金剛石薄膜其中石墨烯是二維結(jié)構(gòu)，碳納米管是一維結(jié)構(gòu)。一維材料：碳納米管 結(jié)構(gòu)特點：六邊形網(wǎng)格翻卷

4、而成的管狀物，管子兩端一般有含五邊形的半球面網(wǎng)格封口。用途:碳納米管超級電容器、 碳納米管儲氫材料、碳納米管吸波劑、碳納米管異質(zhì)結(jié)構(gòu)。大規(guī)模集成電路。二維材料： 石墨烯結(jié)構(gòu)特點：sp2雜化碳原子形成的厚度僅為單層原子的排列成蜂窩狀六角平面晶體。原子厚的碳薄膜片，C-C鍵之間以sp2鍵相連。用途：透明導(dǎo)電薄膜、液晶顯示材料、 晶體管集成電路。.簡述納米材料的力學(xué)性能、熱學(xué)性能與光學(xué)性能有怎樣的變化？力學(xué)性能：由于納米晶體材料由很大的外表積/體積比，雜質(zhì)在界面的濃度便大大降低，從 而提高了材料的力學(xué)性能，強度變低，塑性變好，韌性變好。熱學(xué)性能：納米微粒由于顆粒 小，外表能高，比外表原子數(shù)多，活性大

5、。因此，熔點降低，燒結(jié)溫度降低、晶化溫度降低。 光學(xué)性能： 納米顆粒存在量子尺寸效應(yīng)和界面效應(yīng)；寬頻帶吸收：對可見光反射率低； 藍(lán)移現(xiàn)象：吸收波向短波移進；納米微粒發(fā)光：尺寸小于某定值時，特定波長激發(fā)下發(fā) 光；在溶膠中，膠體的高分散性和不均勻性使其具有特殊的光學(xué)性質(zhì)。.何為納米材料的自組裝？用于制備納米結(jié)構(gòu)的微乳液體系一般有幾個組成局部？ 答: 自組裝：納米材料的自組裝是在合適的物理、化學(xué)條件下，原子、分子、粒子和其他結(jié)構(gòu)單元，通過氫鍵、范德瓦爾斯鍵、靜電力等非共價鍵的相互作用、親水疏水相互作用，在系統(tǒng) 能量最低性原理的驅(qū)動下，自發(fā)地形成具有納米結(jié)構(gòu)材料的過程。組成：外表活性劑、助外表活性劑、

6、有機溶劑和水 25何謂“取向搭接Oriented attachmentv “奧斯德瓦爾德熟化Ostwald ripening” ?取向搭接：納米粒子在自組裝過程中 總是在不停地做無規(guī)的布朗運動，當(dāng)相同晶面彼此靠近時，由于晶面上的原子排列和晶格間 距相同，因此可以形成更多的化學(xué)鍵（配位數(shù)），從而大大降低體系的自由能。奧斯瓦爾德熟化（或奧氏熟化）是一種可在固溶體或液溶膠中觀察到的現(xiàn)象，其描述了一種非均勻結(jié)構(gòu)隨時間流逝所發(fā)生的變化：溶質(zhì)中的較小型的結(jié)晶或溶膠顆粒溶解并再次沉積到較大型的結(jié)晶或溶膠顆粒上。29)30)29)30)Template-based synthesis of matencaln

7、anolayer；dope；Graft；modified；dcffcct；Template-based synthesis of matencalnanolayer；dope；Graft；modified；dcffcct；Nano materials：Combustion synthesiscarbon nanotubes：表曲與界 |hl效應(yīng)：surface and inteface 小尺寸效應(yīng):Small size effect超 分子體 系：super molecular systems隆穿效應(yīng)：tunneling cttect.為什么金屬納米粉呈現(xiàn)黑色？這是小尺寸效應(yīng)的表現(xiàn)，當(dāng)金屬粒徑

8、小到光波波長以下，金屬的反射率極低，故呈現(xiàn)黑色。 13.請舉例說明納米技術(shù)的“自上而下”和“自下而上”方法?！白陨隙隆笔侵竿ㄟ^微加工或固態(tài)技術(shù)，不斷在尺寸上將人類創(chuàng)造的功能產(chǎn)品微型化；“針尖書寫”是“自上而下”的主要技術(shù)之一?！白韵露稀弊畹湫偷睦邮?維打印、基因藥物。納米科技研究的技術(shù)路線“自下而上”是指以原子、分子為基本單元， 根據(jù)人們的意愿 進行設(shè)計和組裝，從而構(gòu)筑成具有特 定功能的產(chǎn)品，這主要是利用化學(xué)和生物學(xué)技術(shù)。.納米微粒外表修飾的目的是什么？納米微粒的外表修飾就是用物理、化學(xué)方法改變納米微粒外表的結(jié)構(gòu)和狀態(tài)，實現(xiàn)人們對納 米微粒外表的控制. 通過對納米微粒外表的修飾，可以到達(dá)

9、以下4個方面的目的：（1）改 善或改變納米粒子的分散性；（2）提高微粒外表活性； 使微粒外表產(chǎn)生新的物理、化 學(xué)、機械性能及新的功能；（4）改善納米粒子與其它物質(zhì)之間的相容性.什么是C60?C60分子是由20個六邊形環(huán)和12個五邊形環(huán)組成的球形32面體，其中五邊形環(huán)只與六邊形環(huán)相鄰，而不相互連接；32面體共有60個頂角，每個頂角由一個碳原 子占據(jù)，這種32面體也可看成是由20面體經(jīng)截頂后形成的，故又稱截頂20面體。.納米尺度是指l100nm。.納米科學(xué)是研究納米尺度內(nèi)原子、分子和其他類型物質(zhì)運動和變化的科學(xué)。.納米技術(shù)是在納米尺度范圍內(nèi)對原子、分子等進行操縱和加工的技術(shù)。.當(dāng)材料的某一維、二維

10、或三維方向上的尺度到達(dá)納米范圍尺寸時，可將此類材料稱 為低維材料。. 一維納米材料中電子在2_個方向受到約束，僅能在 1 個方向自由運動，即 電子在2個方向的能蚩已量子化。一維納米材料是在納米碳管發(fā)現(xiàn)后才得到廣 泛關(guān)注的，又稱為蚩子線 。. 1997年以前關(guān)于Au、Cu. Pd納米晶樣品的彈性模蚩值明顯偏低，其主要原因 是材料的密度偏低。.納米材料熱力學(xué)上的不穩(wěn)定性表現(xiàn)在納米晶粒容易長大和祖變兩個方 面。.納米材料具有高比例的內(nèi)界面，包括晶界、相界、疇界等。.根據(jù)原料的不同，溶膠-凝膠法可分為：水溶液溶膠-凝膠法和 醇鹽溶膠凝膠法10.隧穿過程發(fā)生的條件為 回。2 。.磁性液體由三局部組成：磁

11、性顆粒、外表活性劑和基液。.隨著半導(dǎo)體粒子尺寸的減小，其帶隙熠加，相應(yīng)的吸收光譜和靈光光譜將向 短波方向移動，即藍(lán)移。.光致發(fā)光指在 一定波長光 照射下被激發(fā)到高能級激發(fā)態(tài)的電子重新躍入 低能級被空穴捕獲而發(fā)光的微觀過程。僅在激發(fā)過程中發(fā)射的光為的 。在激發(fā)停止后還繼續(xù)發(fā)射一定時間的光為 磷光。.根據(jù)碳納米管中碳六邊形沿軸向的不同取向，可將其分成三種結(jié)構(gòu)：扶手椅型、鋸齒型、螺 旋型. STM成像的兩種模式是恒電流模式和恒高度模式。173TM、AFM的基本原理是什么？相比SEM、TEM有哪些優(yōu)點？ STM的基本原理是利用 量子理論中的隧道效應(yīng)，當(dāng)金屬探針與樣品外表間距小到lnm左右時，就會出現(xiàn)隧

12、道效應(yīng)， 電子從一個電極穿過空間勢壘到達(dá)另一電極形成電流一一隧道電流。STM具有原子級的高 分辨率，其在平行和垂直于樣品外表方向的分辨率分別可達(dá)O.lnm和O.Olnm；可以觀察單 個原子層的局部外表結(jié)構(gòu)，因此可以直接觀察到材料外表的缺陷、外表重構(gòu)、外表吸附體的 形態(tài)和位置，以及由吸附引起的外表重構(gòu)。另外，STM在成像時對樣品呈非破壞性，實驗可 在真空或大氣及溶液中進行。AFM是利用針尖與樣品外表原子間的微弱作用力來作為反 饋信號。AFM的分辨率橫向可達(dá)O.lnm,縱向為O.Olnm,不受樣品外表導(dǎo)電性的限制， 對工作環(huán)境和樣品制備的要求比電鏡要求低得多，不僅可以用于真空、大氣，甚至可應(yīng)用于

13、溶液中。.納米材料晶態(tài)的表征方法有哪些？ XRD （X射線衍射）、TEM （透射電子顯微鏡）.為什么普通光學(xué)顯微鏡無法用于納米材料顯微結(jié)構(gòu)的表征？光學(xué)顯微鏡測定范圍為0.2150um,因此光學(xué)顯微鏡適合于亞微米和微米級的測定，并不 適合納米尺寸范圍顆粒的測定。.介孔材料及其結(jié)構(gòu)特點？ 孔徑大于50nm的孔稱為大孔，小于2nm的孔稱為微孔，孔 徑為250nm的多孔材料稱為介孔材料。介孔材料具有以下特點：（1）長程結(jié)構(gòu)有序（2） 孔徑分布窄并可在l.510nm之間系統(tǒng)調(diào)變（3）比外表面積大，可達(dá)1000 nf/g （4）孔隙率 高（5）外表富含不飽和基團等。第1章納米微粒的基本特性久保理論尺寸效應(yīng)

14、外表與界面效應(yīng)體積效應(yīng)量子尺寸效應(yīng)宏觀量子隧道效應(yīng)宏觀特性熱學(xué)性能力學(xué)性能磁學(xué)性能光學(xué)性能催化性能第2章納米顆粒的結(jié)構(gòu)與物理和化學(xué)特性顆粒的結(jié)構(gòu)與形貌物理特性熱學(xué)磁學(xué)光學(xué)外表與界面活性化學(xué)特性吸附非電解質(zhì)吸附電解質(zhì)吸附團聚與分散團聚分散流變特性第3章納米顆粒和納米固體材料的制備氣相法制備納米顆粒氣體冷凝法（低壓氣體中蒸發(fā)法）活性氫一熔融金屬反響法濺射法流動液面上真空蒸鍍法通電加熱蒸發(fā)法混合等離子法激光誘導(dǎo)化學(xué)氣相沉積（LICVD）爆炸絲法化學(xué)氣相凝聚法（CVC）和燃燒火焰一化學(xué)氣相凝聚法（CFCVC）液相法制備納米顆粒沉淀法噴霧法水熱法（高溫水解法）溶劑揮發(fā)分解法溶膠一凝膠法（膠體化學(xué)法）輻射化學(xué)合成法多元醇法微乳液法低溫燃燒合成法冷凍干燥法固相法制備納米顆粒機械法爆轟法固相合成法機械力化學(xué)合成納米固體材料的制備納米金屬與合金材料的制備納米相陶瓷的制備納米薄膜和顆粒膜的制備第四章納米材料制備過程中的機械理化學(xué)效應(yīng)基本概念無機材料在機械力作用下發(fā)生的效應(yīng)第五章納米材料的表征顆粒粒度分析電鏡觀察法激光粒度分析法沉降法粒度分析電超聲粒度分析法結(jié)構(gòu)表征電子顯微鏡分析振動光譜技術(shù)和核磁共振X射線結(jié)構(gòu)分析技術(shù)524 X射線光電子能譜掃面隧道顯微術(shù)原子力顯微術(shù)性能表征力學(xué)性能熱學(xué)性質(zhì)光學(xué)性質(zhì)磁性電學(xué)性質(zhì)擴散問題第6章納米復(fù)合材