当前位置：文档视界 › 纳米知识点与答案汇总

纳米知识点与答案汇总

第一章

1、纳米科学技术概念

纳米科学技术是研究在千万分之一米(10–7)到十亿分之一米(10–9米)内，原子、分子和其它类型物质的运动和变化的科学；同时在这一尺度范围内对原子、分子等进行操纵和加工的技术，又称为纳米技术。

2、纳米材料的定义

把组成相或晶粒结构的尺寸控制在100纳米以下的具有特殊功能的材料称为纳米材料。即三维空间中至少有一维尺寸小于100 nm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。“功能”概念，即“量子尺寸效应”。

3、纳米材料五个类（维度）

0维材料，1维材料，2维材料，体相纳米材料，纳米孔材料

4、0、1、2维材料定义、例子

0维材料—尺寸为纳米级(100 nm)以下的颗粒状物质。

富勒烯、胶体微粒、半导体量子点

1维材料—线径为1—100 nm的纤维(管)。

纳米线、纳米棒、纳米管、纳米丝

2维材料—厚度为1 — 100 nm的薄膜。

薄片、材料表面相当薄的单层或多层膜

5、纳米材料与传统材料的主要差别

尺寸：第一、这种材料至少有一个方向是在纳米的数量级上。

比如说纳米尺度的颗粒，或者是分子膜的厚度在纳米尺度范围内。

性能：第二、由于量子效应、界面效应、表面效应等，使材料在物理和化学上表现出奇异现象。比如物体的强度、韧性、比热、导电率、扩散率等完全不同于或大大优于常规的体相材料。

6、金属纳米粒子随粒径的减小，能级间隔增大

7、与块体材料相比，半导体纳米团簇的带隙展宽，展宽量与颗粒尺寸成反比

8、纳米材料的四大基本效应

尺寸效应，介电限域效应，表（界）面效应，量子效应

9、什么是量子尺寸效应

当粒子尺寸下降到某一值时，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；纳米半导体颗粒存在不连续的最高被占据分子轨道（HOMO）和最低未被占据分子轨道能级（LUMO），能隙变宽的现象，均称为量子尺寸效应。

10、什么是小尺寸效应

当超细颗粒的尺寸与光波波长、德布罗意波长、以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；非晶态纳米颗粒的颗粒表面层附近原子密度减小，导致声、光、电、磁、热、力学等特性呈现新的小尺寸效应。11、什么是表(界)面效应

纳米微粒尺寸小，表面能高，位于表面的原子占相当大的比例。由于表面原子数增多，原子配位不足及高的表面能，使这些表面原子具有高的化学活性，催化活性，吸附活性。表面效应是指纳米粒子表(界)面原子数与总原子数之比随粒径的变小而急剧增大后引起的性质上的变化。

12 什么是宏观量子隧道效应、

微观粒子具有贯穿势垒的能力称为隧道效应。近年来，人们发现一些宏观量，例如微颗粒的磁化

强度、量子相干器件中的磁通量等亦具有隧道效应，它们可以穿越宏观系统的势垒而产生变化，故称为宏观量子隧道效应。

13、什么是库仑堵塞效应

当体系的尺度进入到纳米级(一般金属粒子为几个纳米，半导体粒子为几十纳米)，体系电荷是“量子化”的，即充电和放电过程是不连续的，充入一个电子所需的能量Ec为e2/2C，e为一个电子的电荷，C为小体系的电容，体系越小，C越小，能量Ec越大。我们把这个能量称为库仑

堵塞能。换句话说，库仑堵塞能是前一个电子对后一个电子的库仑排斥能，这就导致了对一个小体系的充放电过程，电子不能集体传输，而是一个一个单电子的传输。通常把小体系这种单电子输运行为称库仑堵塞效应。

14、纳米微粒熔点降低的原因

与常规粉体材料相比，由于纳米微粒的颗粒小，其表面能高、比表面原子数多。这些表面原子近邻配位不全，活性大，以及体积远小于大块材料的纳米粒子熔化时所需增加的内能小得多，这就使得纳米微粒的熔点急剧下降。

15、烧结温度比常规粉体显著降低的原因

所谓烧结温度是指把粉末先用高压压制成形，然后在低于熔点的温度下使这些粉末互相结合成块，密度接近常规材料的最低加热温度。纳米粒子尺寸小，表面能高，压制成块材后的界面具有高能量，在烧结中高的界面能成为原子运动的驱动力，有利于界面附近的原子扩散、界面中的空洞收缩及空位团的湮没。因此，在较低温度下烧结就能达到致密化目的，即烧结温度降低。

16、什么是宽频带强吸收

大块金属具有不同颜色的金属光泽，表明它们对可见光范围各种颜色(波长)的光的反射和吸收能力不同。而当尺寸减小到纳米级时，各种金属纳米微粒几乎都呈黑色。它们对可见光的反射率极低，而吸收率相当高。例如，Pt纳米粒子的反射率为1％，Au纳米粒子的反射率小于10％。这种对可见光低反射率，强吸收率导致粒子变黑。

17、纳米材料的红外吸收谱宽化的主要原因

1) 尺寸分布效应：通常纳米材料的粒径有一定分布，不同颗粒的表面张力有差异，引起晶格畸

变程度也不同。这就导致纳米材料键长有一个分布，造成带隙的分布，这是引起红外吸收宽化的原因之一。

2) 界面效应：界面原子的比例非常高，导致不饱和键、悬挂键以及缺陷非常多。界面原子除与

体相原子能级不同外，互相之间也可能不同，从而导致能级分布的展宽。与常规大块材料不同，没有一个单一的、择优的键振动模，而存在一个较宽的键振动模的分布，在红外光作用下对红外光吸收的频率也就存在一个较宽的分布。

18、什么是纳米材料吸收光谱的蓝移

与大块材料相比，纳米微粒的吸收带普遍存在“蓝移”现象，即吸收带移向短波长方向。

19、纳米材料吸收光谱蓝移的原因

1) 量子尺寸效应：即颗粒尺寸下降导致能隙变宽，从而导致光吸收带移向短波方向。Ball等的

普适性解释是：已被电子占据的分子轨道能级(HOMO)与未被电子占据的分子轨道能级(LUMO)

之间的宽度(能隙)随颗粒直径的减小而增大，从而导致蓝移现象。这种解释对半导体和绝缘体均适用。

2) 表面效应：纳米颗粒大的表面张力使晶格畸变，晶格常数变小。对纳米氧化物和氮化物的研

究表明，第一近邻和第二近邻的距离变短，键长的缩短导致纳米颗粒的键本征振动频率增大，结果使红外吸收带移向高波数。

20 什么是纳米材料吸收光谱的红移现象、

在一些情况下，当粒径减小至纳米级时，可以观察到光吸收带相对粗晶材料的“红移”现象，即

吸收带移向长波长。

21、金属纳米颗粒材料电阻增大原因

纳米材料体系的大量界面使得界面散射对电阻的贡献非常大，当尺寸非常小时，这种贡献对总电阻占支配地位，导致总电阻趋向于饱和值，随温度的变化趋缓。当粒径低于临界尺寸时，量子尺寸效应造成的能级离散性不可忽视，最后温升造成的热激发电子对电导的贡献增大，即温度系数变负。

22、纳米材料的超顺磁性及原因

铁磁性纳米颗粒的尺寸减小到一定临界值时，进入超顺磁状态。其原因是：在小尺寸下，当各向异性能减小到与热运动能可比拟时，磁化方向就不再固定在一个易磁化方向上，易磁化方向做无规律的变化,结果导致超顺磁性的出现。此时磁化率不再服从居里－外斯定律。

23、纳米材料的高矫顽力及原因

纳米粒子尺寸高于超顺磁临界尺寸时，通常呈现高的矫顽力。

起源有两种模型：(1) 一致转动模型；(2) 球链反转磁化模型。前者的解释是：当粒子尺寸小到某一尺寸时，每个粒子就是一个单磁畴。例如Fe的单磁畴临界尺寸为12nm，Fe3O4 为40nm。每个单磁畴的纳米粒子实际上成为一个永久磁铁，要使该磁铁去磁，必须使每个粒子整体的磁矩反转，这需要很大的反向磁场，因此具有较高的矫顽力。该模型预测值通常偏高。球链模型认为，由于净磁作用球形纳米Ni粒子形成链状，以此作为理论推导的前提。

24、“摔不碎的陶瓷碗”的原因

陶瓷材料在通常情况下呈脆性，由纳米粒子压制成的纳米陶瓷材料有很好的韧性。

因为纳米材料具有较大的界面，界面的原子排列是相当混乱的，原子在外力变形的条件下很容易迁移，因此表现出甚佳的韧性与延展性。

25、纳米材料较高的化学活性和催化活性的原因

由于纳米材料的比表面积很大，界面原子数很多，界面区域原子扩散系数高，而表面原子配位不饱和性将导致大量的悬键和不饱和键等，这些都使得纳米材料具有较高的化学活性，许多纳米金属微粒室温下在空气中就会被强烈氧化而燃烧。将纳米Er和纳米Cu粒子在室温下进行压结就能够发生反应形成CuEr金属间化合物，而很多催化剂的催化效率随颗粒尺寸减小到纳米量级而显著提高，同时催化选择性也增强。

第二章

1、什么是光催化

纳米半导体材料在光的照射下，通过把光能转化为化学能，促进化合物的合成或使化合物（有机物、无机物）降解的过程称为光催化。

2、光照射纳米TiO2的反应（可用反应式表示）

3、光生空穴在光催化剂表面发生的氧化还原反应：

、光生电子在光催化剂表面发生的氧化还原反应：4

半导体粒子产生光催化作用而相应的体相半导体上却没有任何光催化活性、纳米TiO25的原因10nm纳米半导体材料可以利用太阳能进行光催化反应，例如：粒径为与体相材料不同，半导体粒子，对于光催化有机物显示出高效率的量子效率，而相应的体相半导的TiO2 体上却没有任何光催化活性）纳米半导体粒子的量子尺寸效应使导带和价带能级变为分立能级，能隙变宽。纳（1 米半导体粒子获得了更强的还原及氧化能力，从而产生了光催化性能。粒子中，电子从体内扩散到表面的时间约为的TiO2（2）计算表明，在粒径为

，；而在粒径为100ns10nm的微粒中扩散时间仅为10ps 粒径越小，电子与空穴的复合几率越小，电荷分离效果越好，光催化活性提高。

光触媒作用的应用有哪些、纳米TiO26纳米TiO2光触媒灭蚊器纳米二氧化钛具有催化性质，它可以降解汽车尾气

TiO2光催化降解氧化有机物的产物是什么7、纳米H2O 和降解为小分子，直至变成CO2 提高、TiO2光催化效率的途径8光催化剂被光辐射激发产生的电子－空穴对虽然具有很高的氧化能力，但在纳米TiO2 实际应用中存在一些缺陷：表面上光生电子和空穴的复合是在小于很易重新复合，例如在TiO2e-)(h+光生载流子，的时间内完成，影响了光催化的效率。10-9s空穴的分离效率，抑-因此制备高活性光催化剂的突出问题是提高光催化剂中光生电子．

制电子空穴的重新结合。目前光催化剂的改性研究主要针对TiO2进行金属离子掺杂、贵金属表面沉积、半导体复合、表面光敏化、表面超强酸化等。

9、纳米TiO2中掺杂过渡金属离子提高光催化活性的原因

当在半导体中掺杂不同价态的过渡金属离子后，半导体的光催化性质被改变。从化学观点看，金属离子是电子的有效接受体，可捕获导带中的电子。由于金属离子对电子的争夺，减少了TiO2表面光生电子与空穴的复合，从而使TiO2表面产生了更多的·OH和O2-，提高了催化剂的光催化活性。

10、在纳米TiO2光催化剂的表面沉积贵金属的两个作用是什么

有利于光生电子和空穴的有效分离以及降低还原反应(质子的还原、溶解氧的还原)的超电压。贵金属修饰TiO2通过改变体系中的电子分布，影响TiO2的表面性质，进而改善其光催化活性。

11、详述CdS-TiO2复合体系提高光催化效率的过程（可以加图示形式）

CdS的带隙能为2.5eV，TiO2的带隙能为3.2eV。当以足够的能量辐射时，CdS和TiO2同时发生电子激发，由于两者导带与价带的差异，光生电子将聚集在TiO2的导带上，而空穴则聚集在CdS的价带上，使得光生载流子得到有效的分离，提高了光催化性能;当激发能不足以激发光催化剂中的TiO2时，却能激发CdS，由于TiO2导带比CdS导带电位高，使得CdS上受激产生的电子更易迁移到TiO2的导带上，激发产生的空穴仍留在CdS的价带，这种电子从CdS向TiO2的迁移有利于电荷的分离，从而提高光催化的效率。分离的电子及空穴可以自由地与表面吸附质进行交换。

粉体的五种方法，并写出反应式列举气相法制备纳米TiO212、4HCl(g) TiO2(s)＋O2→）＋TiCl4（g 2H2(g) ＋TiCl4气相氢火焰水解法TiO2 ( s) + Cl2 ( g)

TiCl4( g ) +O2 ( g) →气相氧化法TiCl4

nTiO2 (s) + 2nH2O (g) + 4nC4H8 (g) →nTi(OC4H9R)4 (g) 钛醇盐气相分解法

Ti(OH)4 (s) +4ROH (g)

→钛醇盐气相水解法Ti(OR)4 (g) + 4H2O (g)

TiO2 (s) + H2O (g)

→H2O (s) ·TiO2 H2O (s) + H2O (g) ·TiO2 →Ti(OH)4 (s)

物理气相法

13、列举液相法制备纳米TiO2粉体的五种方法

水解法、溶胶-凝胶法、微乳液法、水热反应法、模板法

14、叙述水解法制备纳米TiO2粉体的过程

将TiCl4和钛醇盐溶液在一定条件下水解生成氢氧化物或水合氧化物沉淀，经加热分解后可得到TiO2纳米粒子。利用这种方法合成的纳米粉体，颗粒分布均匀，性能优异，纯度高，形状易控制。

15、叙述溶胶-凝胶法制备纳米TiO2粉体的过程

以钛醇盐为原料，无水乙醇为有机溶剂，制得均匀溶胶，加入一定量的酸，起抑制水解的作用，再浓缩成透明凝胶，经干燥热处理即可得TiO2纳米粒子

16、叙述溶胶-凝胶法制备纳米TiO2薄膜的过程

般选取钛的有机盐（如钛酯）或无机盐（如TiCl4）作为原料，将其溶于低碳醇中，然后在室温下加入到中强酸度的水溶液中，搅拌下水解制备TiO2溶胶，然后采用浸渍－提拉或旋涂法在基体上制备TiO2薄膜。它具有制备温度低，工艺简单，不需要昂贵的设备，可制备多组分混合均匀的薄膜，并且得到的薄膜颗粒度均匀，纯度高。

17、分析溶胶-凝胶法制备纳米TiO2粉体和薄膜的区别

18、列举制备纳米TiO2薄膜的五种方法

溶胶－凝胶法、磁控溅射法、化学气相沉积法、液相沉积法、电沉积法

19、纳米TiO2制备技术要点和难点

国际上纳米TiO2的价格为(30～40)万元/t，其成本大致是销售价格的2/5，原料和工艺路线的选择是降低生产成本的关键因素；

纳米TiO2的晶型和粒度控制技术；

金红石型纳米TiO2的表面处理技术；

纳米TiO2应用分散技术；

纳米TiO2应用功能的提升技术：

纳米TiO2产业化成套技术。

第3章碳材料

1、C60的结构

C60属于碳簇（Carbon Cluster）分子，?由20个正六边形和12个正五边形组成的球状32面体，直径0.71nm，其60个顶角各有一个碳原子。? C60分子中碳原子与相邻的3个碳原子形成两个单键和一个双键。五边形的边为单键，键长为0.1455nm，而六边形所共有的边为双键，健长为0.1391nm。整个球状分子就是一个三维的大π键，其反应活性相当高。C60分子对称性很高。每个顶点存在5次对称轴。

2、C60的其它名字

富勒烯，巴基球，C60 ，足球烯

3、C60整个球状分子就是一个三维的大π键，其反应活性相当高

4、C60的制备

1、激光蒸发石墨法–1985年Kroto等发现C60就是采用激光轰击石墨表面，使石墨气化成碳原子碎片，在氦气中碳原子碎片在冷却过程中形成含富勒烯的混合物。该方法产生的富勒烯含量极少。?

2．苯燃烧法–1991年Howard等在含Ar的氧气中燃烧苯，燃烧1kg苯得到3gC60和C70混合物，富勒烯产率随燃烧条件不同而有所变化。

产生高电弧是一种气体放电现象。通过两石墨电极之间的放电，可–．电弧放电法3．

于4000℃的高温，使阳极石墨蒸发，而阴极温度低于石墨蒸发温度。在充有氦气（压力约为13.3kPa）的放电室内，被蒸发的碳原子及碳原子团簇在冷凝时，形成含有富勒烯的烟灰。5、C60和C70的溶解性

芳香族类溶剂，例如苯、甲苯或者氯化芳香剂等能溶解少量的富勒烯。CS2也能溶解但不常用，因为剧毒

p-p键相互作用有助于富勒烯的溶解

富勒烯不溶于水

富勒烯呈电负性，因此它在能提供配对电子的溶液中溶解性很好

6、富勒烯是化学缺电还是富电性质

化学缺电

7、如何才能证明金属是内嵌，而不是在笼子的表面呢？

–气态下用C2单元撞击“内嵌”分子，看金属原子是否会离开表面形成单一的巴基球

–用STM或者TEM直接观察

–用同步辐射X射线散射法。该法不仅能够观察金属原子是在笼内还是笼外，还能观察金属原子在笼内的具体位置及价态。实验证明金属原子不处于中心位置

8、辨别富勒烯的化学反应

主要由氢化反应、卤化反应、亲和加成反应、环加成反应、光化学反应和射线化学反应

9、CNT分类，按照石墨烯片的层数，

单壁碳纳米管（Single-walled nanotubes, SWNT s）：由一层石墨烯片组成。单壁管典型的直径和长度分别为0.75～3nm和1～50μm。又称富勒管(Fullerenes tubes)。

2) 多壁碳纳米管（Multi-walled nanotubes, MWNT s）：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。多壁管的典型直径和长度分别为2～30nm和0.1～50μm。

10、碳纳米管的制备

–电弧放电法–激光蒸发法–CVD法–高温分解C-H化合物法–电弧放电法

11、分离CNT，常见的分离办法有

1. 按长度分离。CNT的长度不一样，其密度也会不一样。采用离心法可以分离不同长度的的CNT

–按直径分离。采用某些方法，如光照法，可以将CNT 的直径分布限制在某个特定范围内1. 某些硝基盐，如NO2BF4 或者NO2SbF6，它只溶解金属性CNT。所以利用溶液法也可以分离（但该办法只适合于直径小于1.1nm的CNT）

2. 2003年，双向电泳法出现，它是一种能捕捉到80% 以上金属性CNT的方法

12、CNT的化学性质（辨别反应类型）

–CNT的基本反应–氧化还原反应–封闭式或者开放式CNT的官能化–侧壁的官能化

–CNT与其他材料的合成–化合物的植入与内壁功能化–CNT的超分子化学

13、CNT的应用前景

用碳纳米管制成像纸一样薄的弹簧

纳米管做成的“纳米秤”

碳纳米管制造人造卫星的拖绳

碳纳米管整流器

场效应晶体管

CNT的场发射

碳纳米管电视

碳纳米管cpu散热器

超级电容器

碳纳米管仿效骨胶原纤维帮骨折痊愈

CNT传感器-物理传感器

CNT传感器-化学传感器

DNA序列的识别?传输药物或者疫苗，基因手术

混合催化

储氢材料

14、石墨烯结构

石墨烯即为“单层石墨片”，是构成石墨的基本结构单元。石墨烯是二维的，它具有包括六角元胞，如果有五角元胞和七角元胞则构成石墨烯的缺陷。少量的五角元胞会使石墨烯翘曲。—12个五角元胞会形成富勒烯。碳纳米管被认为是卷成圆筒的石墨烯。碳纳米管是碳的一维晶体结构。石墨烯是构成其他维数碳质材料的基本单元。

15、石墨烯特性

最薄最轻

载流子迁移率最高

电阻率最低

强度最大最坚硬

导热率最高

、石墨烯制备16

1. 选取一块HOPG（Highly Oriented Pyrolytic Graphite，高定向裂解石墨）或者普通的石墨薄片

2. 用Scotch tape（普通的透明胶）粘在样品上然后撕开

3. 对于石墨薄片，用另外一个透明胶带多粘几次，即可得到石墨烯

4. 注意，HOPG得到的一般是单原子层，而石墨片容易获得多原子层

17、石墨烯的表面功能化步骤

–首先与酸或者碱发生反应，使得表面接上COOH 或者OH

–接着与SOCl2 反应形成COCl族

–然后与脂族胺反应以接上长链

18、功能化后的石墨烯可溶于水或者其他有机溶液

19、石墨烯的应用

复合材料：高力学性能高电学性能

电子器件：室温霍尔效应无损迪拉克费米子极高电子迁移率高透光率

高电导率储能材料：高表面积文档已到结尾，仔细阅读满以后在买。如果不全不要购买。另外考试资料请去“学资学习网”查找

人教版高中化学选修1化学与生活_知识点

化学与生活第一章关注营养平衡第一节生命的基础能源---糖类第二节重要的体内能源---油脂第三节生命的基础---蛋白质第四节维生素和微量元素归纳与整理第二章促进身心健康第一节合理选择饮食第二节正确使用药物归纳与整理第三章探索生活材料第一节合金第二节金属的腐蚀和防护第三节玻璃、陶瓷和水泥第四节塑料、纤维和橡胶归纳与整理第四章保护生存环境第一节改善大气质量第二节爱护水资源第三节垃圾资源化归纳与整理高二化学选修1《化学与生活》第一章关注营养平衡 1—1—生命的基础能源：糖类人体必须的六大营养素糖类脂肪蛋白质维生素矿物质水 1 单糖 C6H12O6 葡萄糖多羟基醛有多元醇和醛的性质,能发生银镜反应,红色Cu2O 果糖多羟基酮有多元醇和酮的性质 2 双糖 C12H22O11 麦芽糖有醛基C12H22O11+H2O→C6H12O6+C6H12O6葡萄糖+葡萄糖蔗糖无醛基C12H22O11+H2O→C6H12O6+C6H12O6葡萄糖+果糖 3 多糖（ C6H10O5）n 淀粉无醛基,属高分子化合物遇碘变蓝（C6H10O5）n + n H2O→nC6H12O6纤维素（C6H10O5）n + n H2O→nC6H12O6 4 葡萄糖光合作用6CO2（g）＋6H2O（l）→C6H12O6（s）+6O2(g)呼吸作用有氧呼吸C6H12O6（s）+6O2(g)→6CO2（g）＋6H2O（l）无氧呼吸C6H12O6→2C3H6O3（乳酸）→2CO2＋2C2H5OH 1—2—重要的体内能源：油脂 1 油脂植物油液态含不饱和烃基多—C17H33 含双键能加成、水解动物脂肪固态含饱和烃基多—C17H35、—C15H31水解水解油脂+ 3H2O→高级脂肪酸+丙三醇（甘油）皂化油脂在碱性条件下的水解油脂+ 3NaOH→高级脂肪酸钠（肥皂）+丙三醇（甘油）在人体内功能供热储存能量合成人体所需的化合物脂肪酸有生理功能 1—3—生命的基础：蛋白质

纳米材料与技术思考题2016

纳米材料导论复习题(2016) 一、填空： 1.纳米尺度是指 2.纳米科学是研究纳米尺度内原子、分子和其他类型物质的科学 3.纳米技术是在纳米尺度范围内对原子、分子等进行的技术 4.当材料的某一维、二维或三维方向上的尺度达到纳米范围尺寸时，可将此类材料称为 5.一维纳米材料中电子在个方向受到约束，仅能在个方向自由运动，即电子在个方向的能量已量子化一维纳米材料是在纳米碳管发现后才得到广泛关注的，又称为 6.1997年以前关于Au、Cu、Pd纳米晶样品的弹性模量值明显偏低，其主要原因是 7.纳米材料热力学上的不稳定性表现在和两个方面 8.纳米材料具有高比例的内界面，包括、等 9.根据原料的不同，溶胶-凝胶法可分为： 10.隧穿过程发生的条件为. 11.磁性液体由三部分组成：、和 12.随着半导体粒子尺寸的减小，其带隙增加，相应的吸收光谱和荧光光谱将向方向移动，即 13.光致发光指在照射下被激发到高能级激发态的电子重新跃入低能级被空穴捕获而发光的微观过程仅在激发过程中发射的光为在激发停止后还继续发射一定时间的光为 14.根据碳纳米管中碳六边形沿轴向的不同取向，可将其分成三种结构：、和 15.STM成像的两种模式是和. 二、简答题：（每题5分，总共45分） 1、简述纳米材料科技的研究方法有哪些？ 2、纳米材料的分类？ 3、纳米颗粒与微细颗粒及原子团簇的区别？ 4、简述PVD制粉原理 5、纳米材料的电导（电阻）有什么不同于粗晶材料电导的特点？ 6、请分别从能带变化和晶体结构来说明蓝移现象

7、在化妆品中加入纳米微粒能起到防晒作用的基本原理是什么？ 8、解释纳米材料熔点降低现象 9、AFM针尖状况对图像有何影响？画简图说明 1. 纳米科学技术 (Nano-ST):20世纪80年代末期刚刚诞生并正在崛起的新科技，是研究在千万分之一米10–7)到十亿分之一米(10–9米)内，原子、分子和其它类型物质的运动和变化的科学；同时在这一尺度范围内对原子、分子等进行操纵和加工的技术，又称为纳米技术 2、什么是纳米材料、纳米结构？答：纳米材料：把组成相或晶粒结构的尺寸控制在100纳米以下的具有特殊功能的材料称为纳米材料，即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，大致可分为纳米粉末、纳米纤维、纳米膜、纳米块体等四类；纳米材料有两层含义：其一，至少在某一维方向，尺度小于100nm，如纳米颗粒、纳米线和纳米薄膜，或构成整体材料的结构单元的尺度小于100nm，如纳米晶合金中的晶粒;其二，尺度效应：即当尺度减小到纳米范围，材料某种性质发生神奇的突变，具有不同于常规材料的、优异的特性量子尺寸效应。纳米结构：以纳米尺度的物质为单元按一定规律组成的一种体系 3、什么是纳米科技？答：纳米科技是研究在千万分之一米(10-8)到亿分之一米(10-9米)内，原子、分子和其它类型物质的运动和变化的学问；同时在这一尺度范围内对原子、分子进行操纵和加工 4、什么是纳米技术的科学意义？答：纳米尺度下的物质世界及其特性，是人类较为陌生的领域，也是一片新的研究疆土在宏观和微观的理论充分完善之后，再介观尺度上有许多新现象、新规律有待发现，这也是新技术发展的源头；纳米科技是多学科交叉融合性质的集中体现，我们已不能将纳米科技归为任何一门传统的学科领域而现代科技的发展几乎都是在交叉和边缘领域取得创新性的突破的，在这一尺度下，充满了原始创新的机会因此，对于还比较陌生的纳米世界中尚待解释的科学问题，科学家有着极大的好奇心和探索欲望 5、纳米材料有哪4种维度？举例说明答：零维：团簇、量子点、纳米粒子一维：纳米线、量子线、纳米管、纳米棒二维：纳米带、二维电子器件、超薄膜、多层膜、晶体格三维：纳米块体 6、请叙述什么是小尺寸效应、表面效应、量子效应和宏观量子隧道效应、库仑堵塞效应答：小尺寸效应：当颗粒的尺寸与光波波长、德布罗意波长以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，非晶态纳米粒子的颗粒表面层附近的原子密度减少，导致声、光、电、磁、热、力学等特性呈现新的物理性质的变化称为小尺寸效应表面效应：球形颗粒的表面积与直径的平方成正比，其体积与直径的立方成正比，故其比表面积（表面积/体积）与直径成反比随着颗粒直径的变小，比表面积将会显著地增加，颗粒表面原子数相对增多，从而使这些表面原子具有很高的活性且极不稳定，致使颗粒表现出不一样的特性，这就是表面效应量子尺寸效应：当粒子的尺寸达到纳米量级时，费米能级附近的电子能级由连续态分裂成分立能级当能级间距大于热能、磁能、静电能、静磁能、光子能或超导态的凝聚能时，会出现纳米材料

《纳米技术就在我们身边》知识点整理

教材分析：这是一篇介绍纳米、纳米技术的科普说明文，说明思路清晰，逻辑性强。作者以大胆的想象，通俗易懂的语言，向我们介绍了纳米技术的神奇，展示了纳米技术在应用上的美妙前景。文章除了向我们介绍“纳米”等科学术语外，在内容上更突出介绍纳米的神奇，对此作家将纳米技术在社会生活中的应用通过想象表现得淋漓尽致。这样大批的举例使枯燥的科学变得生动起来，让我们看到了纳米技术在应用上的前景，激发了我们热爱科学、乐于观察和探究的兴趣。作者介绍：刘忠范，男，汉族，1962年10月生，吉林九台人，2007年12月加入九三学社，1990年4月参加工作，研究生毕业(日本东京大学光电化学专业)，工学博士，教授，中国科学院院士。我会写：纳：纳米接纳容纳吐故纳新拥：拥有拥抱拥挤蜂拥而至箱：冰箱信箱邮箱箱子臭：除臭臭气臭味遗臭万年蔬：蔬菜果蔬时蔬瓜果菜蔬碳：低碳碳酸二氧化碳钢：钢铁钢笔钢琴百炼成钢隐：隐蔽隐藏隐患若隐若现健：健康强健健身健忘康：健康康乐小康康庄大道胞：细胞胞衣胞兄侨胞同胞

疾：疾病顽疾疾驰疾恶如仇防：预防防御国防防微杜渐灶：灶台灶王病灶另起炉灶需：需要必需军需各取所需书写指导： “臭”上下结构，上面是个“自”下面是个“犬”，不要少写“自”里的一横和“犬”上的一点。 “蔬”上窄下宽，下面是“疏”，不要多写横撇下的一撇，也不要少写了撇折右边的一点。 “健”左窄右宽，注意中间是“廴”不是“辶”。 “康”半包围结构，注意里面的部分，最后四笔分别是：点、提、撇、捺。形近字：蔬（蔬菜）疏（亲疏）钢（钢铁）刚（刚才）健（健康）建（建筑）多音字：臭：chòu臭味xiù乳臭未干率：lǜ概率shuài 率领近义词：

纳米材料和纳米结构

纳米材料和纳米结构 1.纳米微粒尺寸的评估在进行纳米微粒尺寸的评估之前，首先说明如下几个基本概念：（1）关于颗粒及颗粒度的概念（i）晶粒：是指单晶颗粒，即颗粒内为单相，无晶界。（ii）一次颗粒：是指含有低气孔率的一种独立的粒子，颗粒内部可以有界面，例如相界、晶界等。（iii）团聚体：是由一次颗粒通过表面力或固体桥键作用形成的更大的颗粒。团聚体内含有相互连接的气孔网络。团聚体可分为硬团聚体和软团聚体两种。团聚体的形成过程使体系能量下降。（iv）二次颗粒：是指人为制造的粉料团聚粒子。例如制备陶瓷的工艺过程中所指的“造粒”就是制造二次颗粒。纳米粒子一般指一次颗粒，它的结构可以是晶态、非晶态和准晶，可以是单相、多相结构。只有一次颗粒为单晶时，微粒的粒径才与晶粒尺寸（晶粒度）相同。（2）颗粒尺寸的定义对球形颗粒来说，颗粒尺寸（粒径）是指其直径。对不规则颗粒，尺寸的定义常为等当直径，如体积等当直径、投影面积直径等。粒径评估的方法很多，这里仅介绍几种常用的方法。 A 透射电镜观察法用透射电镜可观察纳米粒子平均直径或粒径的分布。该方法是一种颗粒度观察测定的绝对方法，因而具有可靠性和直观性。首先将那米粉制成的悬浮液滴在带有碳膜的电镜用Cu网上，待悬浮液中的载液（例如乙醇）挥发后，放入电镜样品台，尽量多拍摄有代表性的电镜像，然后由这些照片来测量粒径。测量方法有以下几种：（i）交叉法：用尺或金相显微镜中的标尺任意的测量约600颗粒的交叉长度，然后将交叉长度的算术平均值乘上一统一因子（1.56）来获得平均粒径；（ii）测量约100个颗粒中每个颗粒的最大交叉长度，颗粒粒径为这些交叉长度的算术平均值。（iii）求出颗粒的粒径或等当半径，画出粒径与不同粒径下的微粒数的分布图，将分布曲线中峰值对应的颗粒尺寸作为平均粒径。用这种方法往往测得的颗粒粒径是团聚体的粒径，这是因为在制备超微粒子的电镜观察样品时，首先需用超声波分散法，使超微粉分散在载液中，有时候很难使它们全部分散成一次颗粒，特别是纳米粒子很难分散，结果在样品Cu网上往往存在一些团聚体，在观察时容易把团聚体误认为是一次颗粒。电镜观察法还存在一个缺点就是测量结果缺乏统计性，这是因为电镜观察用的粉体是极少的，导致观察到的粉体的粒子分布范围并不代表整个粉体的粒径范围。 B X射线衍射线线宽法（谢乐公式）电镜观察法测量得到的是颗粒度而不是晶粒度。X射线衍射线宽法是测定颗粒晶粒度的最好方法。当颗粒为单晶时，该法测得的是颗粒度。颗粒为多晶时，测得的是组成单个颗粒的单个晶粒的平均晶粒度。这种测量方法只适用晶态的纳

化学与生活知识点总结

化学与生活知识点总结专题一洁净安全的生存环境第一单元空气质量的改善一、空气质量报告（一）、空气质量评价包括：二氧化硫（SO2）、二氧化氮（NO2）、可吸入颗粒物空气污染指数：根据空气中二氧化硫（SO2）、二氧化氮（NO2）、可吸入颗粒物等污染物的浓度计算出来的数值。首要污染指数即位该地区的空气污染指数（二）、大气主要污染物及其危害 1、温室效应（1）原因：①全球化石燃料用量猛增排放出大量的CO2；②乱砍乱伐导致森林面积急剧减少，吸收CO2能力下降。 2、主要危害：（1）冰川熔化，使海平面上升（2）地球上的病虫害增加（3）气候反常，海洋风暴增多（4）土地干旱，沙漠化面积增大。 3、控制温室效应的措施（1）逐步调整能源结构，开发利用太阳能、风能、核能、地热能、潮汐能等，减少化石燃料的燃烧；（2）进一步植树造林、护林、转化空气中的CO2 2、酸雨（1）原因：酸性氧化物（SO 2、NO2）SO2+H2O H2SO3 2H2SO3+O2==2H2SO4 （2）防止方法：①开发新能源（太阳能、风能、核能等）②减少化石燃料中S的含量钙基脱硫CaCO3==CaO+CO2 CaO+SO2==CaSO3 2CaSO3+O2==2CaSO4 ③吸收空气中的SO2 ④加强环保教育 3、机动车尾气污染：尾气净化装置2NO+2CO N2+2CO2 4、CO 能和人体的血红蛋白结合使能中毒 5、可吸入颗粒物：静电出尘 6、居室空气污染物：甲醛、苯及其苯的同系物、氡等危害：甲醛对人体健康的影响（肝功能异常等） 7、白色污染的危害：①破坏土壤结构②降低土壤肥效③污染地下水④危及海洋生物的生存第二单元水资源的合理利用

纳米材料科学与技术

聚合物基纳米复合材料的研究进展摘要:本文总结了聚合物基纳米复合材料的研究进展，主要涉及纳米复合材料的制备方法、性能介绍和应用情况等方面，对聚合物基纳米复合材料的合成技术方法、不同的类型和相应性能特点进行了重点分析。对于聚合物基纳米复合材料，纳米填料的分散性、与聚合物基体的界面性能以及基体的性质都是影响其物理、热性能、机械等性能的重要参数。最后，简要介绍了目前在聚合物基纳米复合材料研究领域存在的问题，并对中国在该领域的未来发展以及纳米复材的产业化应用提出了相关建议。关键词：纳米复合材料；聚合物；进展 Progress in Polymer Nanocomposites Development Abstract：This article summarizes some of the highlights of newest development in polymer nanocomposites research. It focuses on the preparation, properties and applications of polymer nanocomposites. The various manufacturing techniques, analysis of kinds of polymer nanocomposites and their applications have been described in detail. In the case of polymer nanocomposites, filler dispersion, intercalation/exfoliation, orientation and filler-matrix interaction are the main parameters that determine the physical, thermal, transport, mechanical and rheological properties of the nanocomposites. Finally, the recent situation of research in polymer nanocomposites was introduced and some constructive suggestions were proposed about the industrialization of polymer nanocomposites in China. Keywords：nanocomposites; polymer; progress

浅谈纳米材料与生活

浅谈纳米材料与生活摘要：人类迈着欢快的步伐轻松地进入二十一世纪。二十世纪是计算机技术革命蓬勃发展的时期，计算机技术得到了卓越的发展。现在人类进入了又一世纪，在这个日新月异的新的世纪里，科学家通过运用的发达的计算机技术，为我们奏起了“纳米技术”发展的号角。“纳米技术”主要是围绕开发纳米材料为核心而发展的技术，它有着广阔的发展前景，随着纳米技术的发展纳米材料也不断有着新的开发。“纳米材料”的有效发掘及其利用必定会给人们的生活带来又一翻天覆地变化，给人们的衣、食、住、行、医疗卫生事业带来极大便利。本文主要是通过给大家说明纳米材料的本质这一基点，向大家普及纳米材料的特性，以使更多的人能对纳米材料有整体的认识。除此之外更重要的就是联系生活实际，向大家说明纳米材料是如何影响人们生活的。到目前为止，它的发展的确已经给我们生活带来了很多便利，我相信在纳米技术不断进步、发展的未来，纳米材料一定有更广阔的空间。关键词：纳米、纳米技术、纳米材料、应用现如今，科学界普遍认为，纳米技术是21世纪经济增长的一台主要发动机，他将成为超过网络技术和基因技术的“决定性技术”，并将成为最有前途的材料，它所见具有的独特物理和化学性质，可以节省资源、合理利用能源并且能够净化生存环境，它的发展研究会对化工行业带来新的机遇。纳米材料的特性：纳米材料是英文“napometer”的译音，是一个物理学上的长度单位。1纳米是1米的十亿分之一，用我们能看见的最小微粒院子来表示的话，相当于45个远在啊排列起来的长度。自然界只有生物具有纳米尺度，遗传基因DNA螺旋结构的半径约1纳米左右，一个典型的病毒大约100纳米长，相当于万分之一的头发丝的粗细。纳米科技就是一门以0.1至100纳米这样的尺度为研究对象的前沿科学。作为尺度单位的纳米，并没有物理内涵，当物质到纳米尺度后，

(完整版)初三化学与生活知识点详细总结

第十二单元化学与生活课题一人类重要的营养物质考点一、蛋白质 1、功能：是构成细胞的基本物质，是机体生长及修补受损组织的主要原料。成人每天需60-70g 2、存在：动物肌肉、皮肤、毛发、蹄、角的主要成分、奶类、蛋类、鱼类、牛肉、瘦肉植物的种子（如花生、大豆） 3、构成：由多种氨基酸（如丙氨酸、甘氨酸等）构成 4、人体蛋白质代谢摄入胃肠道+CO 2+H 2O ，放出热量蛋白质人体氨基酸水解人体所需各种蛋白质 5、几种蛋白质(维持生长发育，组织更新) （1）血红蛋白：由血红素(含Fe 2+ )和蛋白质构成作用：运输O 2和CO 2的载体血红蛋白+ O 2 氧合血红蛋白 CO 中毒机理：血红蛋白与CO 结合能力比与O 2结合能力强200倍，导致缺氧而死。吸烟危害：CO 、尼古丁、焦油等（2）酶：生物催化剂特点：高效性、选择性、专一性淀粉酶麦芽糖酶例：淀粉（能使碘变蓝）麦芽糖葡萄糖（人体可直接吸收的糖） 6、蛋白质的变性（不可逆）：破坏蛋白质的结构，使其变质引起变质的因素物理：高温、紫外线等化学：强酸、强碱、甲醛、重金属盐（Ba 2+、Hg 2+、Cu 2+、Ag +等）等应用：用甲醛水溶液（福尔马林）制作动物标本，使标本长期保存。考点二、糖类是生命活动的主要供能物质（60%—70%） 1、组成：由C 、H 、O 三种元素组成。又叫做碳水化合物 2、常见的糖（1）淀粉（C 6H 10O 5）n ：存在于植物种子或块茎中。如稻、麦、马铃薯等。（C 6H 10O 5）6H 12O 6 血糖淀粉（肌肉和肝脏中）水（2）葡萄糖C 6H 12O 6 （呼吸作用：C 6H 12O 6+6O 22+6H 2O 15.6KJ/g 供机体活动和维持体温需要

纳米材料的制备技术及其特点

纳米材料的制备技术及其特点一纳米材料的性能广义地说,纳米材料是指其中任意一维的尺度小于100nm的晶体、非晶体、准晶体以及界面层结构的材料。当小粒子尺寸加入纳米量级时,其本身具有体积效应、表面效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应等。从而使其具有奇异的力学、电学、光学、热学、化学活性、催化和超导特性,使纳米材料在各种领域具有重要的应用价值。通常材料的性能与其颗粒尺寸的关系极为密切。当晶粒尺寸减小时, 晶界相的相对体积将增加,其占整个晶体的体积比例增大,这时,晶界相对晶体整体性能的影响作用就非常显著。此外,由于界面原子排列的无序状态,界面原子键合的不饱和性能都将引起材料物理性能上的变化。研究证实,当材料晶粒尺寸小到纳米级时,表现出许多与一般材料截然不同的性能,如高硬度、高强度和陶瓷超塑性以及特殊的比热、扩散、光学、电学、磁学、力学、烧结等性能。而这些特性主要是由其表面效应、体积效应、久保效应等引起的。由于纳米粒子有极高的表面能和扩散率,粒子间能充分接近,从而范德华力得以充分发挥,使得纳米粒子之间、纳米粒子与其他粒子之间的相互作用异常激烈,这种作用提供了一系列特殊的吸附、催化、螯合、烧结等性能。二纳米材料的制备方法

纳米材料从制备手段来分,一般可归纳为物理方法和化学方法。 1 物理制备方法物理制备纳米材料的方法有: 粉碎法、高能球磨法[4]、惰性气体蒸发法、溅射法、等离子体法等。粉碎法是通过机械粉碎或电火花爆炸而得到纳米级颗粒。高能球磨法是利用球磨机的转动或振动,使硬球对原料进行强烈的撞击,研磨和搅拌,将金属或合金粉碎为纳米级颗粒。高能球磨法可以将相图上几乎不互溶的几种元素制成纳米固溶体,为发展新材料开辟了新途径。惰性气体凝聚- 蒸发法是在一充满惰性气体的超高真空室中,将蒸发源加热蒸发,产生原子雾,原子雾再与惰性气体原子碰撞失去能量,骤冷后形成纳米颗粒。由于颗粒的形成是在很高的温度下完成的,因此可以得到的颗粒很细(可以小于10nm) ,而且颗粒的团、凝聚等形态特征可以得到良好的控制。溅射技术是采用高能粒子撞击靶材料表面的原子或分子交换能量或动量,使得靶材表面的原子或分子从靶材表面飞出后沉积到基片上形成纳米材料。常用的有阴极溅射、直流磁控溅射、射频磁控溅射、离子束溅射以及电子回旋共振辅助反应磁控溅射等技术。等离子体法的基本原理是利用在惰性气氛或反应性气氛中

化学与生活知识总结

化学与生活知识总结一、化学与环境 1、常见的大气污染物为可吸入颗粒物、硫氧化物，氮氧化物、碳氢化合物和氟氯代烷，二氧化碳不算大气污染物，只是造成温室效应的主要因素。 2、汽车尾气的系统中装置催化转化器可将尾气中的CO，氮氧化物转化为无污染的二氧化碳和氮气排放到大气。氮的氧化物的形成不是因为燃烧不充分等原因，而是空气中的氮气和氧气在电火花作用下生成的。禁止使用含铅汽油，是为了防止铅有毒污染环境，不能降低氮的氧化物的生产量。 3、正常雨水偏酸性，pH约为 5、6，因为二氧化碳。酸雨指pH小于 5、6的降水，主要由硫氧化物和氮氧化物等酸性气体转化。煤的燃烧、汽车排放的尾气都会导致大气中硫氧化物、氮氧化物的增多而引发酸雨。 4、臭氧层空洞的形成原因主要是由于氟氯烃或氮氧化物排放到大气中 5、光化学烟雾的产生与人为排放氮氧化物有关 6、甲醛溶液俗称福尔马林，具有防腐，杀菌的功能。福尔马林可用于制作生物标本，不可用于食材保鲜。 7、 CO，NO的中毒机理是与人体内的血红蛋白结合

8、水体污染废旧电池不能随意丢弃和堆埋。含N、P等物质引起水体的富营养化，从而出现“水华”或“赤潮”现象。 9、饮用水可用液氯，二氧化氯，臭氧等来进行消毒，利用的是氧化性。 10、废塑料制品造成的“白色污染。可使用可降解的塑料制品。 11、PM 2、5是指粒径不大于的可吸入悬浮颗粒物，分散在空气中形成的混合物不是胶体，但具有吸附性。 12、绿色化学要求从源头上消除或减少生产活动对环境的污染 13、铜汞离子用硫离子除 14、 Na2FeO4能与水缓慢反应生成Fe（OH）3胶体和O2，可以作为饮用水的消毒剂和净化剂二、化学与能源 1、煤、石油和天然气是三大化石燃料，均为不可再生的资源。 2、沼气是可再生资源。 3、煤是由有机物和无机物组成的复杂的混合物。煤中所含的硫、氮等元素在燃烧时会产生污染气体。燃料脱硫，向煤中加入适量石灰石，可大大减少燃烧产物中二氧化硫的量。煤的气化产物是水煤气或干馏煤气（主要成分H

纳米材料与技术作业

纳米材料与技术作业 1.纳米材料按维度划分，可分为几类？ (1) 0维材料quasi-zero dimensional—三维尺寸为纳米级(100 nm)以下的颗粒状物质。 (2) 1维材料—线径为1—100 nm的纤维(管)。 (3) 2维材料—厚度为1 — 100 nm的薄膜。 (4) 体相纳米材料(由纳米材料组装而成)。 (5)纳米孔材料(孔径为纳米级) 2. 详细说明纳米材料有那几大特性？这几大特性的特点是什么？为什么纳米材料具有这些特性？ (1) 表面效应：我们知道球形颗粒的比表面积是与直径成反比的，故颗粒直径越小，比表面积就会越大，因此，纳米颗粒表面具有超高的活性，在空气中金属颗粒会迅速氧化而燃烧，也正是基于表面活性大的原因，纳米金属颗粒可以看成新一代的高效催化剂，储气材料和低熔点材料； (2) 小尺寸效应：随着颗粒尺寸的量变会引起颗粒宏观物理性质的质变。特殊的光学性质：所有的金属在超微颗粒状态都呈现为玄色。尺寸越小，颜色愈黑，银白色的铂（白金）变成铂黑，金属铬变成铬黑。由此可见，金属超微颗粒对光的反射率很低，通常可低于l％，大约几微米的厚度就能完全消光。利用这个特性可以作为高效率的光热、光电等转换材料，可以高效率地将太阳能转变为热能、电能。此外又有可能应用于红外敏感元件、红外隐身技术等；特殊的热学性质：固体颗粒在超微细化后其熔点将明显降低，当颗粒小于10纳米量级时尤为明显；特殊的磁学性质：超微的磁性颗粒可以使鸽子、海豚等生物在微弱的地磁场中辨别方向，利用磁性超微颗粒具有高矫顽力的特性，可以做成高贮存密度的磁记录磁粉，大量应用于磁带、磁盘、磁卡以及磁性钥匙等；利用超顺磁性，可以将磁性超微颗粒制成用途广泛的磁性液体；特殊的力学性质：由于纳米材料具有大的界面，界面的原子排列是相当混乱的，原子在外力变形的条件下很轻易迁移，因此表现出甚佳的韧性与一定的延展性。 (3)宏观量子隧道效应：处于分子、原子与大块的固体颗粒之间的超微纳米颗粒具有量子隧道效应，例如：在知道半导体集成电路时，当电路的尺寸接近电子的波长时，电子就会通过隧道效应溢出器件，使器件无法正常工作。 3.半导体纳米材料光催化特性产生的原因是什么？为什么一些半导体纳米材料的光催化特性要远远好于非纳米结构的半导体材料？ (1)光催化特性是半导体具有的独特性能之一，在光的照射下，半导体价带中的电子跃迁到导带，从而价带产生空穴，导带中产生电子。空穴具有很强的氧化性，电子具有很强的还原性；(2)光激发和产生的电子和空穴可经历多种变化途径，其中最主要的分离和符合这两个相互竞争的过程，因此为了提高催化效率，需要加入电子或者空穴捕获剂，纳米半导体材料相比于一般的半导体材料具有更大的比表面积，因此具有更好的催化效果。 4.详细说明零维纳米材料具有哪些优良的物理化学特性？产

化学与生活知识点汇总88319

化学与生活常考点汇总一、化学与环境 1．常见的大气污染物为可吸入颗粒物、硫氧化物，氮氧化物、碳氢化合物和氟氯代烷，二氧化碳不算大气污染物，只是造成温室效应的主要因素。 2．正常雨水偏酸性，pH约为5.6。酸雨指pH小于5.6的降水，主要由硫氧化物和氮氧化物等酸性气体转化。煤的燃烧、汽车排放的尾气都会导致大气中硫氧化物、氮氧化物的增多而引发酸雨。 3．汽车尾气的系统中装置催化转化器可将尾气中的CO，氮氧化物转化为无污染的二氧化碳和氮气排放到大气。推广使用无铅汽油，避免铅对人体许多系统，特别是神经系统造成的危害。 4．臭氧层起到保护人体免受紫外线的影响，空洞的形成原因主要是由于氟氯烃或氮氧化物排放到大气中。光化学烟雾的产生与人为排放氮氧化物有关。 5．室内空气污染包括燃料燃烧、烹饪、吸烟产生的CO、CO2、NO、NO2、SO2、尼古丁等，还包括建材装修带来的挥发性有机物如甲醛、苯、甲苯、放射性元素氡。其中，质量分数35%-40%的甲醛溶液俗称福尔马林，具有防腐，杀菌的功能。 6．CO的中毒机理是与人体内的血红蛋白结合，使血红蛋白丧失载氧的能力，人会因缺氧而中毒。NO的中毒机理与CO类似，但近期研究表明，一氧化氮在心、脑血管调节、神经、免疫调节等方面有着十分重要的生物学作用，因此，受到人们的普遍重视。 7．水体污染的一个重要来源就是重金属污染。重金属主要来自化工、冶金、电解电镀等行业的工业废水。如废旧电池若随意丢弃或不当堆埋，时间过长就会造成有害物质流散，对地下水源和土壤的破坏是巨大的。8．水体中植物营养物质过多而蓄积引起的污染，叫做水体的富营养化。如含N、P等物质分解过程中，大量耗氧、使水体内的藻类和其他浮游生物大量繁殖，从而出现“水华”或“赤潮”现象。 9．改善水质的方法一般归纳为物理法、化学法和生物法。常见的几种化学方法是混凝法（利用明矾净水）、中和法、沉淀法、氧化还原法。饮用水曾用液氯来进行消毒，但近年来逐步发展用二氧化氯，臭氧等消毒。10．垃圾处理要遵循无害化、减量化和资源化的原则，目前常用的方法有卫生填埋、堆肥和焚烧。近年来，将垃圾分类并回收利用，既节约自然资源，又防止污染，符合可持续发展的要求。 11．废塑料制品造成的“白色污染”已经成为社会的一大公害。治理白色污染的方法一般有：限制使用一次性塑料袋；提倡使用布袋；使用可降解的塑料制品；回收各种废弃塑料制品。治理白色污染的3R运动：减量化（Reduce）、再利用（Reuse）、再循环（Recycle）。二、化学与能源 1．煤、石油和天然气是三大化石燃料，均为不可再生的资源。沼气是有机物质在厌氧条件下，经过微生物的发酵作用而生成的一种可燃气体。人畜粪便、秸秆、污水等各种有机物在密闭的沼气池内，在厌氧（没有氧气）条件下发酵，即被种类繁多的沼气发酵微生物分解转化，从而产生沼气。沼气是一种混合气体，主要成分是甲烷，可以燃烧。沼气是可再生资源。 2．煤是由有机物和无机物组成的复杂的混合物。煤中所含的硫、氮等元素在燃烧时会产生污染气体，为了减少煤燃烧对大气的污染，目前从以下几个方面来采取措施：（1）改善燃煤质量，降低煤的含硫量和含灰量。（2）改善燃烧装置与技术，使煤能充分燃烧，减少污染物。如向煤中加入适量石灰石，可大大减少燃烧产物中二氧化硫的量。（3）开展煤的综合利用，例如煤的干馏、气化和液化（化学变化）。煤的气化产物是水

纳米材料及其应用前景

纳米材料及其应用前景摘要:21世纪，纳米技术、纳米材料在科技领域将扮演重要角色。纳米技术是当今世界最有前途的决定性技术之一。本文简要地概述了纳米材料的基本特性以及其在力学、磁学、电学、热学等方面的主要应用，并简单展望了纳米材料的应用前景。关键词：纳米材料；功能；应用；一、纳米材料的基本特性所谓纳米材料是指材料基本构成单元的尺寸在纳米范围即1~100纳米或者由他们形成的材料。由于纳米材料是由相当于分子尺寸甚至是原子尺寸的微小单元组成，也正因为这样，纳米材料具有了一些区别于相同化学元素形成的其他物质材料特殊的物理或是化学特性例如：其力学特性、电学特性、磁学特性、热学特性等，这些特性在当前飞速发展的各个科技领域内得到了应用。科学家们和工程技术人员利用纳米材料的特殊性质解决了很多技术难题，可以说纳米材料特性促进了科技进步和发展。 1、力学性质高韧、高硬、高强是结构材料开发应用的经典主题。具有纳米结构的材料强度与粒径成反比。纳米材料的位错密度很低，位错滑移和增殖符合Frank-Reed模型，其临界位错圈的直径比纳米晶粒粒径还要大，增殖后位错塞积的平均间距一般比晶粒大，所以纳米材料中位错滑移和增殖不会发生，这就是纳米晶强化效应。金属陶瓷作为刀具材料已有50 多年历史，由于金属陶瓷的混合烧结和晶粒粗大的原因其力学强度一直难以有大的提高。应用纳米技术制成超细或纳米晶粒材料时，其韧性、强度、硬度大幅提高，使其在难以加工材料刀具等领域占据了主导地位。使用纳米技术制成的陶瓷、纤维广泛地应用于航空、航天、航海、石油钻探等恶劣环境下使用。 2、热学性质纳米材料的比热和热膨胀系数都大于同类粗晶材料和非晶体材料的值，这是由于界面原子排列较为混乱、原子密度低、界面原子耦合作用变弱的结果。因此在储热材料、纳米复合材料的机械耦合性能应用方面有其广泛的应用前景。例如Cr-Cr2O3颗粒膜对太阳光有强烈的吸收作用，从而有效地将太阳光能转换为热能。 3、电学性质由于晶界面上原子体积分数增大，纳米材料的电阻高于同类粗晶材料，甚至发生尺寸诱导金属——绝缘体转变（SIMIT）。利用纳米粒子的隧道量子效应和库仑堵塞效应制成的纳米电子器件具有超高速、超容量、超微型低能耗的特点，有可能在不久的将来全面取代目前的常规半导体器件。2001年用碳纳米管制成的纳米晶体管，表现出很好的晶体三极管放大特性。并根据低温下碳纳米管的三极管放大特性，成功研制出了室温下的单电子晶体管。随着单电子晶体管研究的深入进展，已经成功研制出由碳纳米管组成的逻辑电路。

纳米知识点与答案(DOC)

第一章 1、纳米科学技术概念纳米科学技术是研究在千万分之一米(10–7)到十亿分之一米(10–9米)内，原子、分子和其它类型物质的运动和变化的科学；同时在这一尺度范围内对原子、分子等进行操纵和加工的技术，又称为纳米技术。 2、纳米材料的定义把组成相或晶粒结构的尺寸控制在100纳米以下的具有特殊功能的材料称为纳米材料。即三维空间中至少有一维尺寸小于100 nm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。“功能”概念，即“量子尺寸效应”。 3、纳米材料五个类（维度） 0维材料，1维材料，2维材料，体相纳米材料，纳米孔材料 4、0、1、2维材料定义、例子 0维材料—尺寸为纳米级(100 nm)以下的颗粒状物质。富勒烯、胶体微粒、半导体量子点 1维材料—线径为1—100 nm的纤维(管)。纳米线、纳米棒、纳米管、纳米丝 2维材料—厚度为1 —100 nm的薄膜。薄片、材料表面相当薄的单层或多层膜 5、纳米材料与传统材料的主要差别尺寸：第一、这种材料至少有一个方向是在纳米的数量级上。比如说纳米尺度的颗粒，或者是分子膜的厚度在纳米尺度范围内。性能：第二、由于量子效应、界面效应、表面效应等，使材料在物理和化学上表现出奇异现象。比如物体的强度、韧性、比热、导电率、扩散率等完全不同于或大大优于常规的体相材料。 6、金属纳米粒子随粒径的减小，能级间隔增大 7、与块体材料相比，半导体纳米团簇的带隙展宽，展宽量与颗粒尺寸成反比 8、纳米材料的四大基本效应尺寸效应，介电限域效应，表（界）面效应，量子效应 9、什么是量子尺寸效应当粒子尺寸下降到某一值时，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；纳米半导体颗粒存在不连续的最高被占据分子轨道（HOMO）和最低未被占据分子轨道能级（LUMO），能隙变宽的现象，均称为量子尺寸效应。 10、什么是小尺寸效应当超细颗粒的尺寸与光波波长、德布罗意波长、以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；非晶态纳米颗粒的颗粒表面层附近原子密度减小，导致声、光、电、磁、热、力学等特性呈现新的小尺寸效应。 11、什么是表(界)面效应纳米微粒尺寸小，表面能高，位于表面的原子占相当大的比例。由于表面原子数增多，原子配位不足及高的表面能，使这些表面原子具有高的化学活性，催化活性，吸附活性。表面效应是指纳米粒子表(界)面原子数与总原子数之比随粒径的变小而急剧增大后引起的性质上的变化。 12、什么是宏观量子隧道效应

对纳米材料的认识

浅谈对纳米材料的认识 “纳米”这个词语我们并不陌生，生活中常见的有“纳米洗衣机”、“纳米羊绒衫”等等。纳米材料几乎无处不在，在这里简单谈谈我对纳米材料的认识。纳米级结构材料简称为纳米材料(nanometer material)是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围(1-100nm)或由它们作为基本单元构成的材料，这大约相当于10~100个原子紧密排列在一起的尺度。它从思维方式的概念表明生产和科研的对象将向更小的尺寸、更深的层次发展，将从微米层次深人至纳米层次。纳米技术未来的目标是按照需要，操纵原子、分子构建纳米级的具有一定功能的器件或产品。纳米材料具有许多的特殊性质。由于纳米级尺寸与光波波长、德布罗意波长以及超导态的相干长度等物理特征尺寸相当或更小，使得晶体周期性的边界条件被破坏纳米微粒的表面层附近的原子密度减小；电子的平均自由程很短，而局域性和相干性增强。尺寸下降还使纳米体系包含的原子数大大下降，宏观固定的准连续能带转变为离散的能级。这些导致纳米材料宏观的声、光、电、磁、热、力学等的物理效应与常规材料有所不同，体现为量子尺寸效应、小尺寸效应、表面效应和宏观隧道效应等。纳米科学与技术主要包括：纳米体系物理学、纳米化学、纳米材料学、纳米生物学、纳米电子学、纳米加工学、纳米力学等七个相对独立又相互渗透的学科和纳米材料、纳米器件、纳米尺度的检测与表征三个研究领域。经过几十年对纳米技术的研究探索。现在科学家已经能够在实验室操纵单个原子．纳米技术有了飞跃式的发展。纳米技术的应用研究正在半导体芯片、癌症诊断、光学新材料和生物分子追踪四大领域高速发展。目前，不少国家纷纷制定相关计划，投入巨资抢占纳米技术的战略高地。每一种新科技的出现，似乎都包涵着无限可能，尤其是纳米机器人具有不可限量的应用前景。用不了多久，个头只有分子大小的神奇纳米机器人将源源不断地进入人类的日常生活。

(完整版)常见化学与生活知识点梳理,推荐文档

常见化学与生活知识点梳理 1、聚氯乙烯（PVC）的用途，不能做为食品用塑料的原因可用于食品用塑料，但是它会对会环境造成的影响是 2、用葡萄糖制镜或保温瓶胆利用葡萄糖的性质是（写方程式）给不想或不能吃饭的病人输葡萄糖液，原因是（写方程式）葡萄糖可分解为和 3、碳酸氢钠俗称它与强酸反应的离子方程式这个性质决定了碳酸氢钠的三个用途 4、用溶液制备木材防火剂，用除去废水中的Hg2+ 5、制取84消毒液的离子方程式它的有效成分是，它和洁厕灵不能混用原因（离子方程式） 6、碳酸钠俗称，可用于用碱，如但不能用于， 7、常用抗酸药主要含有 8、Fe2O3的颜色，俗称，因此它可用于 9、NH3可用于制硝酸，第一步反应方程式 NH3和CO2的共同用途 10、硅是材料，因此可用于和 11、过氧化钠可用做剂，原因（方程式） 12、植物油的主要成分通过催化加氢可制得，植物油可以和溴水发生反应，和高锰酸钾溶液发生反应，脂肪的主要成分油脂的通式它属于分子（填高或小）。油脂既能为人体提供，又能提供人体。肥皂的主要成分。 “地沟油”的主要化学成分，请写出地沟油经过处理后的一个用途 13．使蛋白质变性的因素 14、能使蛋白质发生盐析的三种盐 15、石油及分馏产品包括石油及分馏产品的主要成分均为，通过裂化获得，通过裂解可得到直馏汽油和裂化汽油所含化学物质的主要区别 16、明矾的化学式，可用于，原因（离子方程式）在污水处理过程明矾不可用于剂 17、Vc俗称，于水。具有性因此可用于剂。在体内易流失。

18、在人类的食物中，常见的三种天然有机高分子是其中不属于人类的营养物质。人类六大营养物质。 19、在人类使用的材料中，属于三大合成材料的是 20、阿司匹林的主要化学成分是，可用于治疗使用过程中的副作用，出现副作用的处理方法 21、在生活中，既可以做调味剂，又可以做防腐剂的三种物质 22、、和最终水解产物均为葡萄糖，蔗糖水解产物为分别写出这四种物质水解的方程式检验淀粉是否完全水解的试剂是 23、既含氨基，又含羧基的四类物质，因此它们都具有性，写出氨基乙酸和盐酸反应的方程式。丙氨酸（CH3CHCOOH）缩聚反应的化学方程式为 24、铵盐（氯化铵）在实验室可用于，在农业生产中可用于 25、铝和铁抗腐蚀能力强的是，原因是 26、只要，“食用色素”、“亚硝酸盐”可以作为某些食品的添加剂。 27、丙氨酸和苯丙氨酸脱水缩合，最多可生成种二肽。 28、铝制饭盒不宜长时间存放性、性或食物 29、、罐车可用于运输浓硫酸，浓硫酸，原因是 30、带酸味的水果属于性食物，大豆属于性食物 31、福尔马林主要成分可用作防腐剂，不可用于防腐。二氧化硫可用于漂白，不可用于漂白，但可用于防腐剂。 32、垃圾处理的三种方法中不利于保护环境的一种是 33、大量使用化石燃料会过度产生CO2，CO2和等物质会带来温室效应，但是CO2不属于大气污染物。 34、水溶性维生素有脂溶性维生素有 35、雾霾主要是由煤炭燃烧排放的、等气体、烟尘以及机动车尾气、建筑扬尘等导致的。 36、正常雨水因为溶有，因此pH为，酸雨因为溶有，pH为。 37、玻璃属于材料，氮化硅陶瓷属于材料，玻璃钢属于材料 38、羊毛完全燃烧的产物为棉花完全燃烧的产物根据二者燃烧现象的不同可用于 39、将地下钢管与直流电源的极相连，用来保护钢管，此法属于保护法将地下钢管与镁块相连属于保护法 40、人体所需的常见的五种微量元素有，钙和氮属于元素

纳米科学与技术

深圳大学课程教学大纲课程编号: 23200001 课程名称: 纳米科学与技术开课院系: 材料学院制订(修订)人: 曹培江审核人: 批准人： 2007年9月3日制(修)订

课程名称:纳米材料与技术英文名称: Nano science & technology 总学时: 36 其中：实验课0 学时学分: 2 先修课程:大学物理、普通化学、材料科学基础教材:《纳米材料和纳米结构》—张立德，牟季美著；科学出版社参考教材:《纳米科学与技术》—白春礼著；云南科技出版社《纳米材料制备技术》—王世敏主编；化学工业出版社《纳米技术与纳米武器》—赵冬等编著；军事谊文出版社授课对象：非材料专业大学本科生课程性质: 综合选修（全校公选课）教学目标: 1. 了解纳米科技的内涵、实用目的及其终极目标。 2. 简单了解用于纳米材料制备的各种仪器。纳米微粉的科学制备分类方法应该是气相法、液相法、固相法。其中气相法包括电阻加热法、高频感应加热法、等离子体加热法、电子束加热法、激光加热法、通电加热蒸发法、流动油面上真空沉积法、爆炸丝法、热管炉加热化学气相反应法、激光诱导化学气相反应法、等离子体加强化学气相反应、化学气相凝聚法、溅射法等。其中液相法包括沉淀法、水解法、喷雾法、溶剂热法(高温高压)、蒸发溶剂热解法、氧化还原法(常

压)、乳液法、辐射化学合成法、溶胶—凝胶法等。其中固相法包括热分解法、固相反应法、火花放电法、溶出法、球磨法等。 3. 了解用于纳米材料测试的各种仪器。其中了解扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和扫描隧道显微镜(STM)。 4. 了解纳米科技的国际环境及纳米材料的主要现实应用领域。通过本门课程的学习，要求学生对纳米材料与技术所涉及的相关领域有初步认知。使学生开阔视野，拓宽知识面，改善知识结构，增强适应能力，激发学习兴趣，破除对高技术的神秘感，树立攀登科技高峰的信心。课程简介: 纳米材料与技术是一门基础研究与应用研究紧密联系的新型学科。本课程紧跟当代纳米技术发展的最新成就和前沿，系统阐述纳米技术的有关概念、应用、国内外研究开发战略和中国的纳米产业，介绍国内外纳米行业研究开发的最新资料和信息，特别是当前国内外在纳米领域的新成果、新观点、新理论和产业化实例，具有最新实时的特点，为学生提供新思路和应用信息。教学内容： 1.加深长度概念的理解。（1）展示一组题为“无限”的图片(42张) （2）了解长度单位：光年、公里、米、毫米、微米、纳米、皮米、飞米等。 2. 碳纳米管