硼烯材料制備工程師崗位招聘考試試卷及答案一、填空題（共10題，每題1分，共10分）1.硼的原子序數(shù)為_(kāi)_____。2.硼烯是由______層硼原子構(gòu)成的二維材料。3.硼烯首次合成使用的襯底為_(kāi)_____（111）晶面。4.硼烯制備常用的分子束外延法簡(jiǎn)稱______。5.乙硼烷的化學(xué)式為_(kāi)_____。6.硼烯中硼原子的主要雜化方式為_(kāi)_____（含部分sp3）。7.硼烯的典型表征技術(shù)包括掃描隧道顯微鏡（STM）和______。8.硼烯具有潛在的______應(yīng)用（如超導(dǎo)）。9.制備硼烯的液相剝離法常用溶劑為_(kāi)_____。10.硼烯的鍵合方式包括______和多中心鍵。填空題答案1.52.單3.銀（Ag）4.MBE5.B?H?6.sp27.原子力顯微鏡（AFM）8.超導(dǎo)9.異丙醇10.共價(jià)鍵二、單項(xiàng)選擇題（共10題，每題2分，共20分）1.硼烯首次實(shí)驗(yàn)室合成的年份是？A.2014年B.2016年C.2018年D.2020年2.最不適合制備單層硼烯的方法是？A.MBEB.CVDC.機(jī)械剝離D.液相剝離3.硼烯中硼原子的配位數(shù)通常為？A.3B.4C.3或4D.54.常用于硼烯CVD制備的襯底是？A.Cu(111)B.Al?O?C.SiO?D.玻璃5.硼烯的超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度（T?）約為？A.1K以下B.~10KC.~50KD.~100K6.硼烯MBE制備常用的前驅(qū)體是？A.B?H?B.BCl?C.H?BO?D.NaBH?7.硼烯的結(jié)構(gòu)類型不包括？A.α型B.β型C.χ型D.γ型8.硼烯不具備的性質(zhì)是？A.高導(dǎo)電性B.超導(dǎo)性C.絕緣性D.催化活性9.硼烯制備的襯底溫度通?？刂圃冢緼.室溫B.100-200℃C.300-500℃D.600-800℃10.可用于硼烯元素組成分析的技術(shù)是？A.XPSB.AFMC.STMD.SEM單項(xiàng)選擇題答案1.A2.C3.C4.A5.B6.A7.D8.C9.D10.A三、多項(xiàng)選擇題（共10題，每題2分，共20分）1.硼烯的應(yīng)用領(lǐng)域包括？A.鋰離子電池負(fù)極B.催化析氫C.超導(dǎo)材料D.柔性電子2.硼烯制備常用前驅(qū)體有？A.B?H?B.單質(zhì)硼粉C.BCl?D.BH?·NH?3.硼烯表征常用技術(shù)有？A.STMB.AFMC.XPSD.Raman光譜4.硼烯的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是？A.單層原子B.含多中心鍵C.全sp2雜化D.配位數(shù)3或45.影響硼烯制備質(zhì)量的因素有？A.襯底類型B.前驅(qū)體濃度C.反應(yīng)溫度D.反應(yīng)時(shí)間6.硼烯與石墨烯的差異包括？A.元素組成B.鍵合方式C.超導(dǎo)性D.層間作用7.液相剝離法制備硼烯的優(yōu)勢(shì)是？A.產(chǎn)量高B.成本低C.可規(guī)?；疍.純度高8.硼烯的超導(dǎo)應(yīng)用場(chǎng)景包括？A.量子計(jì)算B.電力傳輸C.儲(chǔ)能D.催化9.硼烯制備常用保護(hù)氣體是？A.氬氣B.氮?dú)釩.氫氣D.氧氣10.硼烯的層間作用主要是？A.范德華力B.共價(jià)鍵C.金屬鍵D.氫鍵多項(xiàng)選擇題答案1.ABCD2.ABD3.ABCD4.ABD5.ABCD6.ABCD7.ABC8.AB9.AB10.A四、判斷題（共10題，每題2分，共20分）1.硼烯是最輕的二維材料之一。（）2.機(jī)械剝離法可高效制備大面積單層硼烯。（）3.硼烯具有本征超導(dǎo)性。（）4.乙硼烷是硼烯制備的安全前驅(qū)體。（）5.硼烯結(jié)構(gòu)與石墨烯完全相同。（）6.AFM可表征硼烯的厚度。（）7.硼烯在空氣中易氧化。（）8.CVD法可制備大面積硼烯。（）9.硼烯的原子序數(shù)為5。（）10.硼烯可催化CO?還原。（）判斷題答案1.√2.×3.√4.×5.×6.√7.√8.√9.×10.√五、簡(jiǎn)答題（共4題，每題5分，共20分）1.簡(jiǎn)述硼烯的主要制備方法及原理答案：硼烯主要制備方法有3種：①分子束外延（MBE）：超高真空下，硼源蒸發(fā)為原子束沉積到加熱的Ag(111)襯底，襯底-硼相互作用誘導(dǎo)單層生長(zhǎng)；②化學(xué)氣相沉積（CVD）：含硼前驅(qū)體（如B?H?）通入加熱Cu(111)襯底，分解產(chǎn)生的硼原子遷移組裝成單層；③液相剝離：超聲處理硼粉-異丙醇混合物，利用溶劑化和空化作用剝離單層納米片。2.硼烯與石墨烯的結(jié)構(gòu)/性質(zhì)核心差異答案：結(jié)構(gòu)差異：①元素：硼烯為B，石墨烯為C；②鍵合：硼烯含多中心鍵+部分sp3，石墨烯全sp2蜂窩結(jié)構(gòu)；③配位數(shù)：硼烯3/4，石墨烯3。性質(zhì)差異：①超導(dǎo)：硼烯有本征超導(dǎo)（~10K），石墨烯無(wú)；②活性：硼烯表面活性高，石墨烯惰性；③容量：硼烯理論容量（2420mAh/g）遠(yuǎn)高于石墨烯。3.硼烯制備襯底選擇的關(guān)鍵因素答案：①晶格匹配：襯底與硼烯晶格常數(shù)匹配（如Ag(111)適配β12硼烯），減少缺陷；②相互作用：適中（過(guò)強(qiáng)難剝離，過(guò)弱無(wú)序生長(zhǎng)）；③熱穩(wěn)定：制備溫度（600-800℃）下不分解；④可剝離：便于獲得獨(dú)立薄膜；⑤成本：易獲取、低成本。4.硼烯表征技術(shù)及作用答案：①STM：原子級(jí)觀察結(jié)構(gòu)/缺陷；②AFM：測(cè)厚度（單層~0.3nm）和形貌；③XPS：分析B元素組成/化學(xué)態(tài)；④Raman：檢測(cè)特征振動(dòng)峰區(qū)分結(jié)構(gòu)；⑤TEM：觀察形貌/層數(shù)；⑥XRD：分析晶體取向/相結(jié)構(gòu)。六、討論題（共2題，每題5分，共10分）1.硼烯制備面臨的挑戰(zhàn)及解決思路答案：挑戰(zhàn)：①大面積生長(zhǎng)難（僅微米級(jí)）；②結(jié)構(gòu)可控性差（α/β/χ難精準(zhǔn)調(diào)控）；③剝離困難（襯底-硼烯作用強(qiáng)）；④穩(wěn)定性差（空氣中易氧化）。思路：①優(yōu)化CVD工藝（控前驅(qū)體/溫度/襯底）實(shí)現(xiàn)大面積生長(zhǎng)；②模板調(diào)控（特定襯底/有機(jī)模板誘導(dǎo)目標(biāo)結(jié)構(gòu)）；③溫和剝離（電化學(xué)/弱相互作用襯底如h-BN）；④表面修飾（H/N摻雜提高穩(wěn)定性）。2.硼烯在鋰離子電池負(fù)極的潛力及問(wèn)題答案：潛力：①高理論容量（2420mAh/g，遠(yuǎn)高于石墨372mAh/g）；②高導(dǎo)電性（二維結(jié)構(gòu)利于電子傳輸）；③柔性（適配柔性電池）。問(wèn)