化学气相沉积法

第一章化学气相沉积法

①化学气相沉积法？对原料、产物和反应类型的要求？

利用气态或蒸气态的物质在气相或气固界面上反应生成固态沉积物的技术。

1．反应原料是气态或易于挥发成蒸汽的液态或固态物质；

2.反应易于生成所需要的沉积物，副产品保留在气相中排出或易于分离；

3.整个操作较易于控制。

②化学气相沉积法的化学反应有哪些？

热分解法（简单热分解和热分解反应沉积），氧化还原反应沉积法，其他合成反应沉积

④化学气相沉积法的技术装置包括那几部分？

气源控制部件→沉积反应室←加热系统

气体压强控制↗↘真空排气系统

⑤以钨灯丝灯泡加碘为例说明化学运输的过程。

白炽灯通电后，钨丝升华，钨蒸汽跑到壁上，发乌，灯泡里的WI6扩散充满灯泡，WI6遇钨丝变W（s）和I（g），延长寿命，实现化学转移。

第二章溶胶-凝胶合成法

①溶胶-凝胶法的技术原理？

反应物分子（或离子）在水（醇）溶液中进行水解（醇解）和聚合

②溶胶-凝胶法涉及的三种主要化学反应？水解反应，脱水缩聚反应，脱醇缩聚反应

③常水溶液中，金属离子有哪几种配体？水，羟基，氧基

④s-g合成法中，胶体工艺和聚合工艺有什么主要区别？

1.反应前驱体不同；

2.反应介质不同

⑤同是前驱物的水解缩合过程，为什么s-g法只能得到纳米粒子而介孔材料的软膜板合成

体系最终能够得到介孔结构的材料？

⑥请设计s-g法制备CeO2/TiO2复合纳米粒子的合成路线。

第三章水热与溶剂热合成法

第四章无机材料的仿生合成

①胶束的概念？影响胶束形态的主要因素？

两亲分子溶解在水中达到一定浓度时，其非极性部分会相互吸引，自发形成憎水基向里、亲水基向外的有序聚集体（正向胶束）。

1.具有单链憎水基和较大极性基分子或离子容易形成球状胶束；

2.具有单链憎水基和较小极性基的分子或离子容易形成棒状胶束；

3.对于离子型活性剂，加入反离子将促进棒状胶束形成；

4.具有较小极性基的分子或离子容易形成层状胶束。

②软膜板法合成无机粉体的原理及其工艺流程？

原理：

工艺流程：活性表面剂物质（离子）→空腔内反应→洗涤或煅烧→纳米材料

↘胶团（空腔）

③硬模版法合成无机粉体的特点？

1.较高的稳定性，强的局限作用；

2.后处理的过程复杂；

3.反应物与模板的相容性影响纳米结构的形貌；

4.硬模板机构比较单一，形貌变化较少。

④软、硬模板法合成粉体的共性及区别是什么？

共性：能提供一个有限大小的反应空间

区别：硬模板提供的是静态的孔道，物质只能从开口处进入孔道内部；

软模板提供的则是处于动态平衡的空腔，物质可以透过腔壁扩散进出。

⑤什么是微乳液？微乳液合成粉体的基本原理？

微乳是由水、油、表面活性剂和助表面活性剂按适当比例混和，自发形成的各向同性、透明、热力学稳定的分散体系。

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”中形成核、聚结、团聚、热处理后得到粉体。

第五章微波与等离子体合成

①微波加热的原理？何种材料适合微波加热？

微波的加热效果，主要来自交变电磁场对材料的极化作用。

极性分子溶剂，强极性固体物质，强磁性物质

②根据材料对微波作用情况不同可分哪四种？导体，绝缘体，微波介质，磁性化合物

③微波激发产生的等离子体有哪些独特的优点？

电离度高，电子浓度大，电子和气体分子的温度比Te/Tg高（即电子动能很大而气体分子却保持较低的温度）

④什么是热等离子体和冷等离子体？

高温等离子体：如焊弧、电弧炉等，一般接近于局部热力学平衡状态，粒子的激发或电离主要通过碰撞实现，另外，等离子性质的空间变化（梯度）也很小，体系的动力学温度、激发温度和电离温度都相等。

低温等离子体：如辉光放电和等离子体辅助化学气相沉积中，离子和电子间的碰撞频率要小得多，微波等离子体属于低温等离子体，具有电离度高、电子浓度大、具有电子和气体的许多独特的优点。

⑤等离子体中主要基元反应过程。

电离过程，分子中电子激发过程，复合过程，附着和离脱过程

⑥什么叫复合过程？

复合是电离的逆过程。即由电离产生的正负荷电粒子重新结合成中性原子或分子的过程。第六章生物医用材料

①生物医用材料的定义？

用于与生命系统接触和发生相互作用的，并能对其细胞、组织和器官进行诊断治疗、替换修复或诱导再生的一类天然或人工合成的特殊功能材料。

②生物医学对材料的要求？

1.对于人体组织无刺激性，无毒副作用，无致癌性；

2.接触人体各种体液时，应有良好的耐蚀性；

3.具有必要的强度、耐磨性和耐疲劳性能；

4.与生物组织、与血液有相容性。

③举例说明生物医用材料在实际生活中的应用。

④为什么钛合金医用材料要活化？具体方法有哪些？

阳极氧化法，溶胶-凝胶法，碱处理法，表面诱导矿化。

⑤生物陶瓷作为生物医用材料的特点？

1.具有良好的机械强度、硬度、抗拉强度低；

2.高熔点、低电导性和导热性；

3.陶瓷的组成范围比较宽；

4.陶瓷易成型。

第七章微孔分子筛材料

①IUPAC如何定义孔的分类。

微孔<2nm；2<介孔<50nm；50nm<大孔

②举出几种常见的多孔材料。沸石、介孔氧化硅、多孔陶瓷、藻硅土、活性炭

③沸石的定义和特点是什么？

多孔硅铝酸盐晶体材料。

具有分子大小的、均匀一致的孔径；固体酸碱性质；离子交换性质；具有高的内表面；具有高的水热稳定性；骨架可变性。

④沸石分子筛作为催化剂或催化剂载体有哪些优良性能？

筛具有独特的规整晶体结构，其中每一类都具有一定尺寸、形状的孔道结构，并具有较大的比表面积，具有高吸附量。大部分沸石分子筛表面具有较强的酸中心，同时晶孔内有强大的库伦场起极化作用，这些性质使它成为性能优异的催化剂。

沸石分子筛作为催化剂或催化剂载体时，催化反应的进行受沸石分子筛晶孔大小的控制，晶孔和孔道的大小和形状都可以对催化反应起选择作用。在一般反应条件下沸石分子筛对反应方向起主导作用，呈现择形催化性能，这一性能使沸石分子筛作为催化材料具有强大生命力。它具有高的吸收能力，且可以控制从憎水型到亲水型变化；具有高的水热稳定性；活性位在骨架上，其强度及浓度可控制以适应不同的需要。

⑤沸石的硅铝比。分子筛骨架的硅原子与铝原子的摩尔比例。

⑥常用的表示沸石硅铝比的方法。SiO2/Al2O3，也有以Si/Al表示的。

⑦为什么含铝沸石骨架是负电性的？因为[AlO4]带负电而[SiO4]呈中性。

⑧沸石表示式的通式。Mx/n[(AlO2)x·(SiO2)y]·zH2O

⑨写出沸石硅铝比的上限与下限，为什么有此限制？

上限无穷大，下限1。因为根据Lowenstein规则沸石中不能出现Al-O-Al连接。

⑩沸石硅铝比由低到高，其性能变化规律。热稳定性增加，酸性降低。

⑪提高沸石硅铝比的方法？

1.直接合成

2.后处理：酸处理，水蒸气处理，高温气相同晶取代

⑫沸石分子筛的酸性种类、来源。L酸中心：硅羟基；B酸中心：三配位铝

⑬与液体酸相比，固体酸的好处。易分离，易回收，对设备腐蚀小，污染小

⑭实验室常用的表征沸石分子筛酸性的方法。酸强度、酸种类、酸量。

⑮引入金属离子的方法。

离子交换的方法，通过原位合成或者后处理进行表面改性，骨架改性

⑯改善沸石分子筛的传质性能的途径。

1.减小分子筛颗粒；

2.增大分子筛孔径；

3.在微孔分子筛中引入介孔或大孔

⑰分子筛的择形催化的类型。反应物择形，产物择形，过渡态择形

⑱有机胺分子在微孔分子筛合成中所起到的作用。

反荷离子、模板剂、结构导向剂、填充剂

⑲微孔分子筛材料的应用。举例说明。离子交换、吸附、催化

⑳Lowenstein规则内容。四面体位置上的两个Al原子不能相邻，即Al-O-Al连接禁止。第八章介孔分子筛材料

①介孔材料合成的基本路线。

②介孔材料合成体系中各因素间的相互影响。

③介孔材料合成的机理。

④介孔材料修饰的常用方法及修饰效果。

⑤当前介孔材料研究内容。

⑥介孔材料的应用领域，举实例。

第九章功能碳材料

①碳纳米管优异性能？力学性能，电性能，热性能，场发射功能，储氢性能，吸附性能