1、納米根底知識測試題介紹幾種納米材料的制備方法？氣相反響法可分為：氣相分解法、氣相合成法及氣-固反響法等液相反響法可分為：沉淀法、水熱、溶劑熱法、溶膠-凝膠法、反相膠束法等.溶膠凝膠技術是指金屬有機或無機化合物經過溶液、溶膠、凝膠而固化,在經熱處理而成氧化物或其他化合物固體的方法.步驟：溶膠的制備.溶膠凝膠轉化.凝膠枯燥.納米粒子的制備方法很多,可分為物理方法和化學方法真空冷凝法用真空蒸發、加熱、高頻感應等方法使原料氣化或形成等粒子體,然后驟冷.其特點純度高、結晶組織好、粒度可控,但技術設備要求高.物理粉碎法通過機械粉碎、電火花爆炸等方法得到納米粒子.其特點操作簡單、本錢低,但產品純度低,顆粒分

2、布不均勻.機械球磨法采用球磨方法,限制適當的條件得到純元素、合金或復合材料的納米粒子.具特點操作簡單、本錢低,但產品純度低,顆粒分布不均勻.化學方法氣相沉積法利用金屬化合物蒸氣的化學反響合成納米材料.其特點產品純度高,粒度分布窄.沉淀法把沉淀劑參加到鹽溶液中反響后,將沉淀熱處理得到納米材料.其特點簡單易行,但純度低,顆粒半徑大,適合制備氧化物.水熱合成法高溫高壓下在水溶液或蒸汽等流體中合成,再經別離和熱處理得納米粒子.具特點純度高,分散性好、粒度易限制.溶膠凝膠法金屬化合物經溶液、溶膠、凝膠而固化,再經低溫熱處理而生成納米粒子.其特點反響物種多,產物顆粒均一,過程易限制,適于氧化物和RVI族化

3、合物的制備.微乳液法兩種互不相溶的溶劑在外表活性劑的作用下形成乳液,在微泡中經成核、聚結、團聚、熱處理后得納米粒子.其特點粒子的單分散和界面性好,RVI族半導體納米粒子多用此法制備.1、論述納米纖維素的主要制備方法及產物特點？納米纖維素(Nanocelluloe,NC)是以纖維材料作為原料,通過化學、物理或生物處理的途徑制備的具有一維納米尺寸的纖維素材料,它具有纖維素的根本結構、性能以及納米顆粒的典型特性,如：密度低,來源于可再生原料,可生物降解,彈性模量高達140GPa,有利于對其進行外表改性等.巨大的比外表積、較高的楊氏模量、超強的吸附水平和高的反響活性,使納米纖維素具有一些特有的光學性質

4、、流變性能和機械性能.這些特性使其具有廣泛的應用價值,可以作為納米復合材料中的增強材料,以及用于醫藥、包裝、造紙、食品添加劑、油漆涂料、地板、建材等領域.生物質納米纖維素的制備方法主要包括強酸水解法、機械別離法、化學預處理結合機械別離法和酶處理結合機械別離法等,.強酸水解法主要指利用濃硫酸37、濃鹽酸等強酸處理生物質纖維素,水解掉無定形區物質,保存結晶區的結構完整性,制得長度較短、結晶度較高的納米纖維素晶須.在利用硫酸的水解過程中,會一定程度上在納米纖維素晶須的外表引入少量負電荷.這些負電荷間的靜電斥力可幫助納米纖維素晶須均勾的分散在水中.所得品須具有非常高的比外表積,使其在與聚合物復合時,能

5、夠與聚合物形成充足的接觸面積,進而起到較好的增強作用.機械別離法主要包括高壓勻質處理、高速研磨處理、高速攪拌處理以及高強度超聲處理等.高壓勻質處理I4849主要是通過均質機內的勻質閥忽然失壓形成空穴效應和高速沖擊,產生強烈的剪切作用,將生物質纖維素機械纖,制得納米纖維素.這一方法可以批量化生產納米纖維素,存在的主要問題在于所得納米纖維素的尺度并不均勻.此外,在納米纖維素制備過程中,勻質機容易堵塞,為此對通入均質機中的纖維素樣品的尺寸要求較高,不宜過大.高速研磨處理59是將纖維素注入到靜態磨石與動態磨石之間,在研磨機工作后,動態磨石高速旋轉,與靜態磨石間產生強烈的剪切作用力,將磨石中間的纖維素剪

6、開;簾口得納米纖維素.但是在高速研磨的過程中,磨石間的剪切力對納米纖維素的結晶區也會產生影響,一定程度上降低了所得納米纖維素的結晶度.高速搜拌處理是通過高速旋轉的馬達帶動轉子轉動,進而帶動液體高速轉動.在高速旋轉的過程中,納米纖維素間相互碰撞,高速運動的水流也會對納米纖維素產生較強的沖擊作用,進而將納米纖維素別離出來.這一方法的缺乏在于產量較低,很難實現連續化、批量化生產.高強度超聲處理52-54主要是借助高強度超聲波在水中產生的空化作用,對纖維素進行開纖處理.但是在所得樣品中也存在一定的直徑較粗的纖維,纖維的直徑分布范圍較大.介紹一種生物基納米復合材料的研發目的、制備方法及產物的主要功能特點

7、？生物基納米纖維素及其自聚集氣凝膠的制備由于目前對生物質纖維素的開發與利用技術還不完善,仍有大量的纖維素資源被遺棄在田間,或被燃燒掉,整個纖維素資源的利用附加值仍有待于進一步提升合理開發利用這些生物質資源,制備出性能優異的纖維素基制品,使其更好地為人類的生產生活效勞,有著重要的研究意義.稍微擴展一點將制備的納米纖維素水懸濁液澆注到培養皿中,置于冰箱中冷凍處理,冷凍時間大于24h.然后將冷凍的樣品置于冷凍枯燥機中進行冷凍枯燥處理,制得納米纖維素氣凝膠.冷凍枯燥過程中,冷月并溫度低于-55C,真空度低于15Pa.當水懸池液的濃度低于0.2wt%時,經冷凍枯燥后,高強度超聲納米纖維素及TEMPO氧化

8、納米纖維素會自聚集成細長的纖維,并形成三維網狀纏結結構.當水懸濁液的濃度大于0.5wt%時,以上兩種納米纖維素會自聚集成二維片狀結構.由于長度較短,鹽酸水解納米纖維素及硫酸水解納米纖維素經冷凍枯燥處理后只能自聚集成二維片狀結構.高強度超聲納米纖維素及TEMPO氧化納米纖維素氣凝膠具有非常好的柔情性,可以反復彎曲.這兩種氣凝膠還具有非常高的水分承載值及染料吸附水平.所有納米纖維素氣凝膠均顯示出良好的熱絕緣及聲吸附特征.由高長徑比的納米纖維素自聚集成的高強度超聲納米纖維素及TEMPO氧化納米纖維素氣凝膠,顯示出了較強的柔韌性及延展性.當將壓縮后得到的小薄片浸漬于水中,氣凝膠的容積仍可被緩慢的恢復圖

9、6-7f,說明這一氣凝膠具有強健的交聯網絡及穩定的孔隙結構.由于納米纖維素氣凝膠具有非常高的孔隙率十分有利于離子及分子的進入和擴散,使氣凝膠具有較強的吸附水平.納米纖維素氣凝膠還具有熱絕緣特征.納米纖維素氣凝膠還具有十分優異的聲吸附特征.在低頻條件下,氣凝膠的吸聲率較低,但會隨著聲頻率的提升而逐漸增大.6、簡述CVD方法的特點、原理及其一般流程答：CVD的特點：在中溫或高溫下,通過氣態的初始化合物之間的氣相化學反響而沉積固體.可以在大氣壓常壓或者低大氣壓下低壓進行沉積.一般來說低壓效果更好采用等離子和激光軸助技術可以顯著地促進化學反響,使沉積可以在較低的溫度下進行沉積層的化學成分可以變化,從而

10、獲得梯度沉積物或者得到混合沉積層可以限制沉積層密度和純度繞鍍性好,可在復雜形狀的基體上及顆粒材料上沉積氣流條件通常是層流的,在基體表面形成厚的邊界層沉積層通常具有柱狀晶結構,不耐彎曲.但通過各種技術對化學反響進行氣相擾動,可以得到細晶粒的等軸沉積層.可以形成多種金屬、合金、陶瓷和化合物沉積層.CVD的原理：混合氣體在較高的溫度下發生化學反響,在基體外表沉積形成涂層和薄膜一般流程：高純度的高壓氣體,一般大多是使用載氣體,通過氣體精制裝置進行凈化,特別是必須十分注意除去對薄膜性質影響較大的水和氫.當溫室下使用非氣態的,即固態或者固態原料時,須使其在規定的溫度下蒸發或升華,并通過載氣送入反響爐內.還

11、必須使廢氣通過放有吸收劑的水浴瓶、收集器或特殊的處理裝置后進行排放.并且在裝置和房間里安裝防爆裝置和有毒氣體的檢驗器.這樣CVD的整個流程可以分為原料氣體和載氣的供應源氣體的混合系統、反響爐、廢氣系統以及氣體和反應爐的限制系統.7 .簡述PVD方法的特點、原理及其一般流程.答:特點1膜層與工件外表的結合力強,更加持久和耐磨.2離子的繞射性能好,能夠鍍形狀復雜的工件.3膜層沉積速度快,生產效率高.4可鍍膜層種類廣泛.5膜層性能穩定、平安性高.PVD技術原理：在鍍銘的根底上,利用高溫高壓蒸發振動使外表涂層材料激發形成離子流,并與銘鍍層離子緊密結合,然后再在龍頭外表沉積而成.流程：來料抽檢、上掛、清

12、洗、烘烤、鍍膜、下掛、入庫、全檢、涂抗指紋油、UV、終檢8 .納米固體材料的界面結構對性能有重要影響,采用TEM觀察納米固體材料界面結構時,要考慮的兩個問題是什么？答：考慮的問題是：試樣制備過程中界面結構弛豫問題.制備TEM試樣時,由于應力松馳,導致納米材料界面結構弛豫,使觀察的結果可能與原始狀態有很大差異.電子束誘導界面結構弛豫問題.高能量的電子束縛照射薄膜試樣外表可能導致局部過熱,面產生界面結構弛豫.納米材料內原子擴散速度很快,原子弛豫激活能小,即使子啊低溫下電子束轟擊也會對納米材料界面的原始狀態有影響10什么是光致發光？納米材料與常規材料發光譜是否相同,原因是什么？答：興致發光是指在一定

13、波長的光照射下,被激發到高能級的電子重新躍入低能級,被空穴捕獲而發光的圍觀過程.納米材料與常規材料發光譜有很大差異,這是由于電子躍遷選擇定那么問題量子限域效應缺陷能級的作用雜質能級的影響16.與常規材料相比,納米微粒的熔點、燒結溫度和比熱發生什么變化,并分別解釋原因.答:納米微粒的熔點,燒結溫度和比熱均比常規材料低得多.原因：由于顆粒小,納米微粒的外表能高,比外表原子數多,這些外表原子近鄰配位不全,活性大以及體積遠小于大塊材料,因此納米粒子融化時所需增加的內能小得多,這就使得納米微粒熔點急劇下降；納米微粒尺寸小,外表能高,壓制成塊材后的界面具有高能量,在燒結中高的界面能成為原子運動的驅動了,有

14、利于界面中的孔洞收縮,空位團的湮沒,因此,在較低的溫度下燒結就能到達致密化的目的,即燒結溫度降低；非晶納米微粒的晶化溫度低于常規粉體,傳統非品在Si3N4在1793K晶化成a相,納米非晶Si3N4Wft1673K加熱4h全部轉變成a相,納米微粒開始長大,溫度隨粒徑的減小而降低.試述納米微粒的光學吸收帶發生藍移和紅移的原因.答：a、小尺寸效應和量子尺寸效應導致藍移：納米材料顆粒組元尺寸很小,外表張力較大,顆粒內部發生畸變,使平均鍵長變短,導致鍵振動頻率升高引起藍移,量子尺寸效應導致能及間距加寬,使吸收帶在納米態下較之常規材料出現在更高波數范圍.b、尺寸分布效應和界面效應導致寬化：納米材料在制備過

15、程中顆粒均勻,粒徑分布窄,但很難使粒徑完全一致.由于顆粒大小有一個分布,使各個顆粒外表張力有差異,晶格畸變程度不同,因此引起鍵長有一個分布,使紅外吸收帶寬化.納米材料中界面占相當大比例,界面存在孔洞等缺陷,原子配位缺乏,失配鍵較多,使界面內德鍵長與顆粒內的鍵長有差異,界面內的鍵長也有一個分布,引起納米材料紅外吸收帶的寬化19納米陶瓷材料的一般制備過程,其中關鍵的步驟是什么？答：一般過程：首先要制備納米尺寸的粉體,然后成型和燒結.關鍵：材料是否高度致密.這與燒結過程密切相關.15.簡述聚合物熔融嵌入法制備高分子基納米復合材料的一般過程和特點.答：聚合物熔融嵌入法的操作過程如下：首先用適宜的有機改

16、性劑與層狀硅酸鹽反應,制得有機改性層狀硅酸鹽.然后將聚合物與有機改性層狀硅酸鹽粉末的共混物一起加熱到聚合物的Tg非晶聚合物活Tm結晶聚合物以上,聚合物分子鏈通過擴散而進入硅酸鹽層問.與溶液嵌入法相比,熔融嵌入法具有以下優點：a、使用范圍廣,不同極性或結品的聚合物都可以用此法制得相應的嵌入法化合物；同時還可以制備溶液嵌入法難以制備的雜化材料b、與目前聚合物成型加工技術如擠壓、注射具有兼容性c、嵌入法過程不使用溶劑,從環保經濟效益角度來看非常有利d、這種方法制備的新型雜化材料為研究受限于二維空間聚合物鏈的構象及單分子鏈的特征提供了理想的模型.什么是共沉淀？均勻沉淀？各具有哪些特點？答：共沉淀是使溶

17、液由某些特定的離子沉淀時,共存于溶液中的其他離子也和特定陽離子一起沉淀.均勻沉淀法是利用某一化學反響使溶液中的構晶離子由溶液中緩慢均勻地釋放出來,通過限制溶液中沉淀劑濃度,保證溶液中的沉淀處于一種平衡狀態,從而均勻的析出.共沉淀法的優點：1通過溶液中的各種化學反響直接得到化學成分均一的納米粉體材料,2是容易制備粒度小而且分布均勻的納米粉體材料.均勻沉淀法具有原料本錢低、工藝簡單、操作簡便、對設備要求低等優點簡述sol-gel法溶膠-凝膠法制備納米薄膜的過程、途徑及特點？答:過程:從金屬的有機或無機化合物的溶液出發,在溶液中通過化合物的加水分解、聚合,把溶液制成溶有金屬氧化物微粒子的膠溶液,進一步反響發生凝膠化,再把凝膠加熱,可制成非晶態玻璃、多晶體陶瓷.途徑：有機途徑和無機途徑.有機途徑是通過有機金屬醇鹽的水解與縮聚而形成溶膠；無機途徑那么是將通過某種方法制得的氧化物微粒,穩定地懸浮在某種有機或無機溶劑中而形成溶膠.特點：a工藝設備簡單,不需要任何真空條件或其他昂貴的設備,便于應用推廣.b、在工藝過程中溫度低.這對于制備那些含有易揮發組分或在高溫下易發生相別離的多元體系來說非常有利.c、很容易大面積地在各種不同形狀、不同材料的基底上制備薄膜,甚至可以在粉體材料外表制備一層包覆膜,這是其他的