2025年大學(xué)大二（納米材料技術(shù)）納米粉體制備綜合測(cè)試題及答案

（考試時(shí)間：90分鐘滿(mǎn)分100分）班級(jí)______姓名______第I卷（選擇題共40分）答題要求：每題只有一個(gè)正確答案，請(qǐng)將正確答案的序號(hào)填在括號(hào)內(nèi)。(總共20題，每題2分，每題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意)1.納米材料的粒徑范圍通常是（）A.1-100nmB.10-100nmC.1-10nmD.100-1000nm2.下列哪種方法不屬于納米粉體制備的物理方法（）A.機(jī)械球磨法B.化學(xué)沉淀法C.物理氣相沉積法D.噴霧干燥法3.機(jī)械球磨法制備納米粉體時(shí)，球磨介質(zhì)的選擇不影響（）A.粉體粒徑B.粉體純度C.球磨效率D.設(shè)備成本4.物理氣相沉積法中，通過(guò)加熱蒸發(fā)源使材料氣化，然后在基體上沉積形成納米粉體的是（）A.濺射法B.蒸發(fā)凝聚法C.離子束合成法D.激光誘導(dǎo)化學(xué)氣相沉積法5.噴霧干燥法制備納米粉體，其干燥過(guò)程中液滴的蒸發(fā)方式主要是（）A.傳導(dǎo)蒸發(fā)B.對(duì)流蒸發(fā)C.輻射蒸發(fā)D.介電蒸發(fā)6.化學(xué)沉淀法制備納米粉體時(shí)，沉淀劑的選擇對(duì)粉體的（）有重要影響。A.晶型B.顏色C.密度D.硬度7.共沉淀法制備納米粉體，各組分沉淀的順序與下列哪種因素?zé)o關(guān)（）A.離子濃度B.沉淀劑種類(lèi)C.溶液pH值D.攪拌速度8.溶膠-凝膠法制備納米粉體，前驅(qū)體通常是（）A.金屬鹽B.金屬氧化物C.金屬單質(zhì)D.金屬氫氧化物9.溶膠-凝膠法中，控制溶膠的膠凝過(guò)程主要通過(guò)調(diào)節(jié)（）A.溫度B.壓力C.溶液濃度D.催化劑用量10.水熱法制備納米粉體，反應(yīng)溫度一般在（）A.100℃以下B.100-200℃C.200-500℃D.500℃以上11.在水熱法中，反應(yīng)釜內(nèi)的壓力與溫度的關(guān)系是（）A.溫度升高壓力降低B.溫度升高壓力不變C.溫度升高壓力升高D.無(wú)直接關(guān)系12.溶劑熱法與水熱法的主要區(qū)別在于（）A.反應(yīng)溫度B.反應(yīng)壓力C.溶劑種類(lèi)D.前驅(qū)體選擇13.微波法制備納米粉體，利用了微波的（）特性。A.波動(dòng)性B.粒子性C.熱效應(yīng)D.非熱效應(yīng)14.激光誘導(dǎo)化學(xué)氣相沉積法制備納米粉體時(shí)，激光的作用是（）A.加熱反應(yīng)物B.激發(fā)化學(xué)反應(yīng)C.蒸發(fā)材料D.凝聚粒子15.制備納米金屬粉體時(shí)，哪種方法可能會(huì)引入較多雜質(zhì)（）A.機(jī)械球磨法B.化學(xué)沉淀法C.物理氣相沉積法D.噴霧干燥法16.納米粉體的團(tuán)聚現(xiàn)象會(huì)導(dǎo)致其（）A.粒徑減小B.比表面積增大C.活性降低D.純度提高17.為了減少納米粉體的團(tuán)聚，可采取的措施不包括（）A.添加分散劑B.控制制備環(huán)境濕度C.提高反應(yīng)溫度D.采用表面改性18.納米粉體的表征方法中，能直接觀察粉體粒徑大小和形態(tài)的是（）A.X射線(xiàn)衍射B.掃描電子顯微鏡C.透射電子顯微鏡D.比表面積分析儀19.X射線(xiàn)衍射可用于分析納米粉體的（）A.粒徑分布B.晶型結(jié)構(gòu)C.表面形貌D.化學(xué)組成20.比表面積分析儀測(cè)量納米粉體的比表面積，其原理基于（）A.氣體吸附B.液體吸附C.光散射D.熱傳導(dǎo)第II卷（非選擇題共60分）（一）填空題（共10分）答題要求：請(qǐng)?jiān)跈M線(xiàn)上填寫(xiě)正確答案。(總共5題，每題2分)1.納米材料是指在三維空間中至少有一維處于______尺度范圍的材料。2.化學(xué)沉淀法根據(jù)沉淀方式不同可分為_(kāi)_____沉淀法和共沉淀法。3.溶膠-凝膠法制備納米粉體的基本過(guò)程包括溶膠的制備、______和凝膠的干燥與煅燒。4.水熱法制備納米粉體時(shí)，反應(yīng)釜內(nèi)的溶劑通常為_(kāi)_____。5.納米粉體的團(tuán)聚可分為_(kāi)_____團(tuán)聚和硬團(tuán)聚。（二）簡(jiǎn)答題（共20分）答題要求：簡(jiǎn)要回答問(wèn)題，條理清晰。(總共4題，每題5分)1.簡(jiǎn)述物理氣相沉積法制備納米粉體的原理及主要優(yōu)點(diǎn)。2.化學(xué)沉淀法制備納米粉體時(shí)，如何控制粉體的粒徑和晶型？3.溶膠-凝膠法制備納米粉體有哪些優(yōu)點(diǎn)和局限性？4.水熱法制備納米粉體的反應(yīng)條件對(duì)產(chǎn)物有哪些影響？（三）實(shí)驗(yàn)題（共15分）答題要求：根據(jù)所給實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，回答相關(guān)問(wèn)題。實(shí)驗(yàn)室采用化學(xué)沉淀法制備碳酸鈣納米粉體，具體步驟如下：將氯化鈣溶液和碳酸鈉溶液分別加熱至一定溫度后，在攪拌條件下緩慢混合，繼續(xù)攪拌一段時(shí)間后，過(guò)濾、洗滌、干燥得到碳酸鈣納米粉體。1.寫(xiě)出該反應(yīng)的化學(xué)方程式。（3分）2.加熱氯化鈣溶液和碳酸鈉溶液的目的是什么？（4分）3.攪拌過(guò)程對(duì)產(chǎn)物有何影響？（4分）4.在洗滌過(guò)程中，如何判斷沉淀已洗滌干凈？（4分）（四）材料分析題（共10分）答題要求：閱讀材料，回答問(wèn)題。材料：采用溶膠-凝膠法制備二氧化鈦納米粉體，以鈦酸四丁酯為前驅(qū)體，無(wú)水乙醇為溶劑，冰醋酸為催化劑，在攪拌條件下將鈦酸四丁酯緩慢滴入乙醇和冰醋酸的混合溶液中，形成均勻的溶膠，然后在一定溫度下陳化得到凝膠，再經(jīng)過(guò)干燥、煅燒得到二氧化鈦納米粉體。1.分析溶膠-凝膠法中各試劑的作用。（5分）2.陳化過(guò)程對(duì)凝膠結(jié)構(gòu)有何影響？（5分）（五）綜合論述題（共5分）答題要求：結(jié)合納米粉體制備的相關(guān)知識(shí)，論述如何制備高質(zhì)量的納米粉體。答案：1.A2.B3.B4.B5.B6.A7.D8.A9.A10.C11.C12.C13.C14.B15.B16.C17.C18.C19.B20.A填空題答案：1.納米2.單3.凝膠的形成4.水5.軟簡(jiǎn)答題答案：1.物理氣相沉積法原理：通過(guò)加熱、蒸發(fā)、濺射等物理過(guò)程使材料氣化，然后在基體上沉積形成納米粉體。優(yōu)點(diǎn)：可精確控制粉體粒徑和成分，純度高；能制備多種材料的納米粉體；可在不同基體上沉積。2.控制粒徑：調(diào)節(jié)沉淀劑濃度、反應(yīng)溫度、攪拌速度等；控制離子濃度和沉淀速率?？刂凭停哼x擇合適的沉淀劑和反應(yīng)條件，如pH值、溫度等；添加晶型調(diào)節(jié)劑。3.優(yōu)點(diǎn)：反應(yīng)條件溫和；可制備高純度、均勻性好的納米粉體；能制備多種形態(tài)的納米材料。局限性：反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)；成本較高；凝膠干燥過(guò)程易產(chǎn)生團(tuán)聚。4.溫度影響粉體的粒徑和晶型；壓力影響反應(yīng)速率和產(chǎn)物的結(jié)晶度；反應(yīng)時(shí)間影響粉體的粒徑和純度；前驅(qū)體濃度影響粉體的產(chǎn)量和粒徑。實(shí)驗(yàn)題答案：1.CaCl?+Na?CO?=CaCO?↓+2NaCl2.加熱目的：提高反應(yīng)速率，促進(jìn)離子的活性，使反應(yīng)更充分。3.攪拌使反應(yīng)物充分混合，有利于沉淀的均勻生成，減小粒徑，提高產(chǎn)物的分散性。4.取最后一次洗滌液，加入硝酸銀溶液，若無(wú)白色沉淀生成，則沉淀已洗滌干凈。材料分析題答案：1.鈦酸四丁酯是前驅(qū)體，提供鈦源；無(wú)水乙醇是溶劑，溶解前驅(qū)體并調(diào)節(jié)溶液濃度；冰醋酸是催化劑，促進(jìn)水解和縮聚反應(yīng)。2.陳化過(guò)程使凝膠結(jié)構(gòu)更加致密，粒子間的連接更加牢固，有助于提高凝膠