一般纳米材料是指尺度为_纳米材料参考答案

纳米材料参考答案

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纳米材料与纳米结构复习题

1.

简单论述纳米材料的定义与分类

。

答：广义上讲：纳米材料是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围，或由他们作

为基本单元构成的材料。

按维数，纳米材料可分为三类：

零维：指在空间三维尺度均在纳米尺度，如

纳米颗粒，原子团簇等。

一维：指在空间有两处处于纳米尺度，如

纳米丝，纳米棒，纳米管等。

二维：指在三维空间中有一维处在纳米尺度，如超薄膜，多层膜等。

因为这些单元最具有量子的性质，所以对零维，一维，二维的基本单元又分别具有量子

点，量子线和量子阱之称

2.

什么是原子团簇

?

谈谈它的分类。

答：原子团簇

:

指几个至几百个原子的聚集体(粒径一般等于或小于

1nm

)

例如

: C

n

H

m

(

n

与

m

都是整数)

；碳簇(

C

60

、

C

70

和富勒烯等)

原子团簇的分类：

a

一元原子团簇：即同一种原子形成的团簇，如金属团簇，非金属团簇，碳簇等。

b

二元原子团簇：即有两种原子构成的团簇，例如

Zn

n

P

m

, Ag

n

S

m

等。

c

多元原子团簇：有多种原子构成的团簇，例如

V

n

(C

6

H

6

)

m

等

d

原子簇化合物：原子团簇与其它分子以配位键形成的化合物。例如

(Ag)

n

(NH

3

)

m

等。

3.

通过

Raman

光谱中如何鉴别单壁和多臂碳纳米管

?

如何计算单壁碳纳米管直径

?

答：利用微束拉曼光谱仪能有效观察到单壁纳米管特有谱线，

这是鉴定单壁纳米管非常

灵敏的方法。

100-400cm

-1

范围内出现单壁纳米管特征峰，

单壁纳米管特有的呼吸振动模

式；

1609cm

-1

是定向多壁纳米管的拉曼特征峰。

单臂管的直径

d

与特征拉曼峰波数成反比，

即：

d=224/w

。

式中的

d

单壁管的直径，

nm

；

w

为特征拉曼峰的波数

cm

-1

4.

论述碳纳米管的生长机理。

答：采用化学气相沉积(

CVD)

在衬底上控制生长多壁碳纳米管。原理：首先，过镀金

属

(Fe,Co,Ni)

催化剂颗粒吸收和分解碳化合物，碳与金属形成碳

-

金属体；随后，碳原子

从过饱和的催化剂颗粒中析出；最后，为了便于碳纳米管的合成，金属纳米催化剂通常

由具有较大的表面积的材料承载。

各种生长模型

1

、五元环－七元环缺陷沉积生长

2

、层－层相互作用生长

3

、层流生长

4

、顶端生长

5

、根部生长

6

、喷塑模式生长

7

、

范守善院士：

13

C

同位素标记，

多壁碳纳米管的所有层数同时从催化剂中生长出来的，

证明了

“

帽

”

式生长

(yarmulke)

的合理性

生长机理

表面扩散生长机理：

不是生长一内单壁管，

然后生长外单壁管；

而是在从固熔体相处时，

开始就形成多层管