简述纳米材料产生团聚的主要原因、表面改性原理及其方法。

题目

简述纳米材料产生团聚的主要原因、表面改性原理及其方法。

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相似问题和答案

第1题:

生物材料表面改性的方法有哪几种?


正确答案:1.物理化学方法
离子束技术
等离子体技术
辐射技术
光化学技术
自组装技术
2.形态学方法
3.生物化学方法

第2题:

简述碳纳米材料(C60、碳纳米管)的结构、合成方法、性能。


正确答案: 一、C60:
结构:C60分子中每个碳原子与周围3个碳原子形成2个单键和1个双键。
合成方法:电弧放电法、苯火焰燃烧法、高频加热蒸发石墨法
性能:物理性质:
①黑色粉末,密度1.65g/cm3±0.05g/cm3,熔点>700℃;
②易溶于CS2、甲苯等,在脂肪烃中溶解度随溶剂碳原子数的增加而增大;
③能在不裂解情况下升华;
④抗冲击能力强;
⑤具有非线性光学性能,室温下是分子晶体,适当的金属掺杂后的C60表现出良好的导电性和超导性。化学性质:芳香性,倾向于得到电子,易于与亲核试剂反应。
二、碳纳米管:
①单壁碳纳米管:由一层石墨烯片组成。典型的直径和长度分别为0.75~3nm和1~50μm。
②多壁碳纳米管:含有多层石墨烯片。形状象个同轴电缆。其层数从2~50不等,层间距为0.34±0.01nm,与石墨层间距(0.34nm)相当。典型直径和长度分别为2~30nm和0.1~50μm。

第3题:

简述绝缘电阻表产生发电机电压不稳定常见故障的主要原因及其排除方法。


正确答案: 绝缘电阻表产生发电机电压不稳定常见故障的主要原因及其排除方法如下:
(1)调速器装置螺丝松驰、调速轮摩擦点接触不良---紧固调速器位置上的螺丝,使调速接点紧接摩擦轮。
(2)调速器的弹簧松动或弹性不足---旋动柱形螺母,紧拉弹簧或更换之。

第4题:

简述块体纳米材料的制备方法原理


正确答案: 外压力合成法:
(1)惰性气体凝聚原位加压成形法
(2)高能机械研磨法  
(3)电解沉积法   
相变界面成形法:
非晶晶化法  
大塑性变形法(粉末冶金法,高温、高压法) 
电解沉积法原理:电解沉积法是指在溶液中带正电的金属离子,吸附到带负电的纳米颗粒表面,然后在电动力的作用下移至阴极,金属离子还原成原子,并与所俘获的纳米颗粒一起占据阴极金属或合金表面的位置,而形成涂层,逐渐形成薄膜纳米材料。 
非晶晶化法原理:非晶晶化法是通过控制非晶态固体的晶化动力,来获得块体纳米材料的方法,它包括非晶态固体的获得和晶化两个过程。 
大塑性变形法原理:它是材料在准静态压力作用下自身发生严重塑性变形,从而将材料的晶粒尺寸细化到亚微米级或纳米数量级。 
粉末冶金法原理:粉末冶金法是把纳米粉压实成实体,然后放到热压炉中烧结。 
高温、高压法原理:高温、高压法是将真空电弧炉熔炼的样品置入高压腔体内,加压至数GPa后升温,通过高压抑制原子的长程扩散及晶体的生长速率,从而实现晶粒的纳米化 ,然后再从高温下固相淬火以保持高温、高压组织。

第5题:

简述纳米科技、纳米材料的基本概念。


正确答案: 纳米科技:在纳米尺度(l~100纳米)上研究物质(包括原子、分子的操纵)的特性和相互作用,以及利用这些特性的多学科交叉的科学和技术。
纳米材料:三维空间中至少有一维尺寸小于100nm的材料或由它们作为基本单元构成的具有特殊功能的材料。

第6题:

在合成一维纳米结构(如纳米晶须、纳米棒和纳米线等)时,气相合成可能是用得最多的方法,简述气相法中的气-液-固(简称VLS)生长机制及其特点。


正确答案: VLS生长机制:必须有催化剂的存在;在适宜的温度下,催化剂能与生长材料的组元互熔形成液态的共熔物;生长材料的组元不断地从气相中获得;当液态中溶质组元达到过饱和后,晶须将沿着固-液界面的择优方向析出。
特点:催化剂的尺寸决定纳米线材料的最终直径;反应时间影响纳米线的长径比。

第7题:

简述纳米材料的构建方法。


正确答案: 两种,一种是自上而下的方法(Top-Down),另一种是自下而上的方法(Bottom-Up)。
自上而下,通过微加工等技术手段,不断在尺寸上将功能材料器件微型化,比如粉碎法、激光加工、光影印、光刻;自下而上,以原子分子为基本单元进行设计和组装,构筑具有特定功能、性能的材料器件,比如化学气相沉积、物理气相沉积、模板法、溶胶凝胶法、自组装法、电沉积、化学还原法、水热法或溶剂热法等。

第8题:

表面改性的定义?生物医用材料表面改性方法有哪些?


正确答案: 表面改性的定义:根据对生物医用材料与生物体相互作用的认识,尤其是对分子水平上的信息传递与识别的了解,设计和制备出具有类似于生物体的表面结构并能够避免被自体系识别为异物的人工器官的研究称为表面修饰。
生物医用材料表面改性方法:表面接枝聚合、离子注入表面改性、表面涂层与薄膜合成、自组装单分子层、生物仿生化、生物体固定法等。

第9题:

简述纳米材料的制备方法基本原理。(蒸发-冷凝法、水热合成法、溶剂热合成法、溶胶-凝胶法、微乳液法、模板合成法、自组装法及其特点、VLS机制,VS机制等)


正确答案: 蒸发-冷凝法原理:在高真空的条件下,金属试样经蒸发后冷凝。
水热合成法原理:在特制的密闭反应容器里,采用水溶液作为反应介质,对反应容器加热,创造一个高温(100~350℃)、高压(1~500MPa)的反应环境,使通常难溶或不溶的物质溶解并重结晶。
溶胶-凝胶合成原理:将金属醇盐或无机盐经水解直接形成溶胶或经解凝形成溶胶,然后使溶胶聚合凝胶化,再将凝胶干燥、焙烧去除有机成分,最后得到无机材料。
微乳液法基本原理:两种互不相溶的溶剂在表面活性剂的作用下形成微乳液,在“微泡”中经成核、聚结、团聚、热处理后得到粉体。
模板合成法原理:利用基质材料结构中的空隙或外表面作为模板进行合成。结构基质为多孔玻璃、分子筛、大孔离子交换树脂等。
自组装法原理:基本结构单元在基于非共价键的相互作用下自发的组织或聚集为一稳定、具有一定规则几何外观的结构。
特点:
①有序性:结构比组成部分有序性高
②相互作用力弱:氢键、范德华力、静电作用等
③组成结构复杂:包含纳米及细观结构
VLS生长机制:必须有催化剂的存在;在适宜的温度下,催化剂能与生长材料的组元互熔形成液态的共熔物;生长材料的组元不断地从气相中获得;当液态中溶质组元达到过饱和后,晶须将沿着固-液界面的择优方向析出。特点:催化剂的尺寸决定纳米线材料的最终直径;反应时间影响纳米线的长径比。
VS生长机制:通过热蒸发、化学还原或气相反应等方法产生气相;气相被传输到低温区并沉积在基底上;以界面上微观缺陷(位错、孪晶等)为形核中心生长出一维材料。

第10题:

简述纳米材料制备过程中的主要问题和解决方法。


正确答案: (1)纳米粒子的分散。纳米粒子粒径小,表面能高,极易形成团聚的大颗粒
解决方法:
超声分散:利用超声波空化产生的高温、高压或强冲击波和微射 流作用,可大幅度地弱化纳米粒子的表面作用和静电作用,有效地防止纳米粒子团聚而使之充分分散。 机械搅拌分散 化学改性分散。通过化学反应赋予纳米粒子表面一定的有机化合物薄膜,可以提高纳米粒子在有机基质中的分散性。 分散剂分散
(2)纳米粒子的污染:目前没有十分有效的解决方法。