理学
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相似问题和答案
第1题：
分别叙述先驱物法和溶胶-凝胶法的定义和特点。在何种情况下不宜用先驱物法？
正确答案:先驱物法：为了解决高温固相反应中产物的组成均匀性和反应物的传质扩散所发展起来的节能的合成方法。
先驱物法特点：
（1）混合的均一化程度高
（2）阳离子的摩尔比准确
（3）反应温度低
下种情况不宜使用先驱物法：
（1）两种反应物在水中溶解度相差很大
（2）生成物不是以相同的速度产生结晶
（3）常生成过饱和溶液溶胶-凝胶法
溶胶-凝胶法：为了解决高温固相反应中反应物之间扩散和组成均匀性所发展起来的。
溶胶凝胶法特点：
（1）通过混合个反应物的溶液，可获得所需要的均相多组分体系
（2）可大幅度降低制备材料和固体化合物的温度，从而可在比较温和的条件下制备陶瓷、玻璃等功能材料。
（3）利用溶胶或凝胶的流动性，通过某种技术如喷射、浸涂等合成出特殊形态的材料如薄膜、纤维、沉积材料
第2题：
溶胶-凝胶法与其他合成方法相比较都具有哪些优点？
正确答案: （1）由于溶胶—凝胶法中所用的原料首先被分散在溶剂中而形成低教度的溶液，因此就可以在很短的时间内获得分子水平上的均匀性，在形成凝胶时，反应物之间很可能是在分子水平上被均匀地混合。
（2）由于经过溶液反应步骤，那么就很容易均匀定量地掺入一些痕量元素，实现分子水平上的均匀掺杂。
（3）与固相反应相比，溶液中化学反应更易进行，而且仅需较低的合成温度。一般认为，溶胶—凝肢体系中组分的扩散是在纳米范围内，而固相反应时组分扩散是在微米范围内，因此反应温度较低，容易进行。
（4）选择合适的条件可以制备出各种新型材料。
第3题：
溶胶－凝胶法的优势
参考答案：◆起始原料是分子级的能制备较均匀的材料较高的纯度;◆组成成分较好控制，尤其适合制备多组分材料;◆可降低程序中的温度;◆具有流变特性，可用于不同用途产品的制备;◆可以控制孔隙度;◆容易制备各种形状。
第4题：
问答题
溶胶凝胶法的主要反应机理
正确答案：
反应物分子母体在水溶液中进行水解和聚合。即由分子态→聚合体→溶胶→凝胶→晶态（非晶态）。
解析：
暂无解析
第5题：
问答题
简述溶胶-凝胶工艺路线及优点
正确答案：
解析：
暂无解析
第6题：
溶胶－凝胶法
正确答案:就是用含高化学活性组分的化合物作前驱体，在液相下将这些原料均匀混合，并进行水解、缩合化学反应，在溶液中形成稳定的透明溶胶体系，溶胶经陈化胶粒间缓慢聚合，形成三维空间网络结构的凝胶，凝胶网络间充满了失去流动性的溶剂，形成凝胶。凝胶经过干燥、烧结固化制备出分子乃至纳米亚结构的材料。
第7题：
简述溶胶——凝胶法薄膜制备的原理。
正确答案:将金属醇盐或金属无机盐溶于溶剂中形成均匀的溶液，再加入各种添加剂，催化剂、水、络合剂或整合剂等，在合适的环境温度、温度条件下，通过强烈搅拌，使之发生水解和缩聚反应，制得所需溶胶。薄膜在由溶胶转变为凝胶过程中，由于溶剂的迅速蒸发和聚合物粒子在溶剂中的溶解度不同，导致部分小粒子溶解，大粒子平均尺寸增加。同时，胶体粒子逐渐聚集长大为粒子簇，粒子簇经相互碰撞，最后相互联结成三维网络结构，从而完成由溶胶膜向凝胶膜的转化，即膜的胶凝化过程。
第8题：
简述纳米材料的制备方法基本原理。（蒸发-冷凝法、水热合成法、溶剂热合成法、溶胶－凝胶法、微乳液法、模板合成法、自组装法及其特点、VLS机制，VS机制等）
正确答案: 蒸发-冷凝法原理：在高真空的条件下，金属试样经蒸发后冷凝。
水热合成法原理：在特制的密闭反应容器里，采用水溶液作为反应介质，对反应容器加热，创造一个高温（100～350℃）、高压（1～500MPa）的反应环境，使通常难溶或不溶的物质溶解并重结晶。
溶胶－凝胶合成原理：将金属醇盐或无机盐经水解直接形成溶胶或经解凝形成溶胶，然后使溶胶聚合凝胶化，再将凝胶干燥、焙烧去除有机成分，最后得到无机材料。
微乳液法基本原理：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”中经成核、聚结、团聚、热处理后得到粉体。
模板合成法原理：利用基质材料结构中的空隙或外表面作为模板进行合成。结构基质为多孔玻璃、分子筛、大孔离子交换树脂等。
自组装法原理：基本结构单元在基于非共价键的相互作用下自发的组织或聚集为一稳定、具有一定规则几何外观的结构。
特点：
①有序性：结构比组成部分有序性高
②相互作用力弱：氢键、范德华力、静电作用等
③组成结构复杂：包含纳米及细观结构
VLS生长机制：必须有催化剂的存在；在适宜的温度下，催化剂能与生长材料的组元互熔形成液态的共熔物；生长材料的组元不断地从气相中获得；当液态中溶质组元达到过饱和后，晶须将沿着固-液界面的择优方向析出。特点：催化剂的尺寸决定纳米线材料的最终直径；反应时间影响纳米线的长径比。
VS生长机制：通过热蒸发、化学还原或气相反应等方法产生气相；气相被传输到低温区并沉积在基底上；以界面上微观缺陷（位错、孪晶等）为形核中心生长出一维材料。
第9题：
问答题
简述溶胶凝胶法的定义，优缺点，过程，原理。
正确答案：
溶胶-凝胶（Sol-gel）法是指金属有机或无机化合物经过溶液、溶胶、凝胶而固化，再经过热处理而成氧化物或其它化合物固体的方法。
优点：化学组分可以精确控制、易于掺杂；设备简单、成本低廉、并且可以在大面积上制备组分、厚度均匀的薄膜，适合工业生产。
缺点：薄膜的致密性较差，体积收缩
（1）将低粘度的前驱物（precursors）均匀混合、溶于适当溶剂。该前驱物一般是金属的醇盐（M-OR，R=CnH2n+1）或金属盐（有机如聚合物、或无机如离子），它们可以提供最终所需要的金属离子。在某些情况下，前驱物的一个成分可能就是一种氧化物颗粒溶胶（colloidalsol）。原料种类不同，所得溶胶物性亦异。
（2）水解、制成均匀的溶胶，并使之凝胶。这是决定最终陶瓷材料化学均匀性的关键步骤。
（3）在凝胶过程中或在凝胶后成型、干燥，然后煅烧或烧结。
优点：化学组分可以精确控制、易于掺杂；设备简单、成本低廉、并且可以在大面积上制备组分、厚度均匀的薄膜，适合工业生产。
缺点：薄膜的致密性较差，体积收缩
（1）将低粘度的前驱物（precursors）均匀混合、溶于适当溶剂。该前驱物一般是金属的醇盐（M-OR，R=CnH2n+1）或金属盐（有机如聚合物、或无机如离子），它们可以提供最终所需要的金属离子。在某些情况下，前驱物的一个成分可能就是一种氧化物颗粒溶胶（colloidalsol）。原料种类不同，所得溶胶物性亦异。
（2）水解、制成均匀的溶胶，并使之凝胶。这是决定最终陶瓷材料化学均匀性的关键步骤。
（3）在凝胶过程中或在凝胶后成型、干燥，然后煅烧或烧结。
解析：
暂无解析
第10题：
问答题
简述溶胶凝胶法的优缺点。
正确答案：
优点：
（1）由于溶胶－凝胶法中所用的原料首先被分散到溶剂中而形成低粘度的溶液，因此，就可以在很短的时间内获得分子水平的均匀性，在形成凝胶时，反应物之间很可能是在分子水平上被均匀地混合。
（2）由于经过溶液反应步骤，那么就很容易均匀定量地掺入一些微量元素，实现分子水平上的均匀掺杂。
（3）与固相反应相比，化学反应将容易进行，而且仅需要较低的合成温度，一般认为溶胶一凝胶体系中组分的扩散在纳米范围内，而固相反应时组分扩散是在微米范围内，因此反应容易进行，温度较低。
（4）选择合适的条件可以制备各种新型材料。
缺点：
（1）目前所使用的原料价格比较昂贵，有些原料为有机物，对健康有害；
（2）通常整个溶胶－凝胶过程所需时间较长，常需要几天或几周；
（3）凝胶中存在大量微孔，在干燥过程中又将会逸出许多气体及有机物，并产生收缩。
（1）由于溶胶－凝胶法中所用的原料首先被分散到溶剂中而形成低粘度的溶液，因此，就可以在很短的时间内获得分子水平的均匀性，在形成凝胶时，反应物之间很可能是在分子水平上被均匀地混合。
（2）由于经过溶液反应步骤，那么就很容易均匀定量地掺入一些微量元素，实现分子水平上的均匀掺杂。
（3）与固相反应相比，化学反应将容易进行，而且仅需要较低的合成温度，一般认为溶胶一凝胶体系中组分的扩散在纳米范围内，而固相反应时组分扩散是在微米范围内，因此反应容易进行，温度较低。
（4）选择合适的条件可以制备各种新型材料。
缺点：
（1）目前所使用的原料价格比较昂贵，有些原料为有机物，对健康有害；
（2）通常整个溶胶－凝胶过程所需时间较长，常需要几天或几周；
（3）凝胶中存在大量微孔，在干燥过程中又将会逸出许多气体及有机物，并产生收缩。
解析：
暂无解析