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纳米碳材料领域发展现状及前景展望。
内容简介
“制备决定未来”，纳米碳材料的发展应立足于结构可控制备，发展放量制备及产业化装备研制等核心技术，明确纳米碳材料的市场需求，建立并规范材料的标准，进一步开拓纳米碳材料的应用领域。本书即在此背景下编著出版，内容涵盖目前纳米碳材料的四大领域，按照发现的时间顺序，系统讨论了富勒烯、碳纳米管、石墨烯和石墨炔的过去、现在和将来。我国纳米碳材料的研究已经处于全球材料研究领域的第.一方阵，从材料制备、质到应用研究、产业化推进等方面，都处于世界水。富勒烯是我国科学家较早关注的纳米碳材料，目前已经从制备技术和质研究走向了太阳能电池、疾病、量子材料等应用领域；在碳纳米管研究领域，我国科学家在手控制制备、纳电子器件应用、锂电池导电浆料应用等方面都取得了重大进展；在石墨烯领域的研究已经走在世界前列，大面积超洁净石墨烯薄膜的制备展示了石墨烯玻璃等撒手锏级应用；石墨炔是具有中国标签的新型纳米碳材料，具有优异的电学质和独特的结构特，目前我国科学家已经实现从石墨炔的结构控制制备到能源和催化应用等方面的重要突破。
章节目录
版权信息
化学前瞻性基础研究·分子科学前沿丛书丛书编委会
总序一
总序二
丛书前言
前言
第1章来自宇宙星云的礼物——富勒烯
1.1 富勒烯概述
1.2 富勒烯的制备
1.3 富勒烯光电材料
1.3.1 富勒烯作为受体材料的应用
1.3.2 富勒烯作为修饰层材料的应用
1.3.3 富勒烯材料在钙钛矿太阳能电池中的应用
1.4 富勒烯生物应用
1.4.1 富勒烯的抗自由基功能
1.4.2 富勒烯的光动力学治疗功能
1.4.3 富勒烯的抗菌抗病功能
1.4.4 金属富勒烯的磁共振成像应用
1.4.5 金属富勒烯的肿瘤治疗功能
1.4.6 富勒烯、金属富勒烯的毒性和组织分布研究
1.5 内嵌富勒烯结构与功能
1.5.1 内嵌金属富勒烯结构与性质
1.5.2 内嵌金属富勒烯的磁性与应用
1.5.3 内嵌金属富勒烯的电子学性质与应用
1.5.4 内嵌原子富勒烯性质与功能
1.5.5 内嵌小分子富勒烯性质与功能
参考文献
第2章逐渐走向应用的纳米碳材料——碳纳米管
2.1 碳纳米管的结构
2.1.1 几何结构
2.1.2 电子结构
2.1.3 声子结构
2.2 碳纳米管的性质
2.2.1 电学性质
2.2.2 力学性质
2.2.3 光学性质
2.2.4 热学性质
2.2.5 其他性质
2.3 碳纳米管的结构控制制备
2.3.1 碳纳米管的化学气相沉积制备
2.3.2 碳纳米管的管径控制生长
2.3.3 碳纳米管的导电属性控制制备
2.3.4 碳纳米管的手性结构控制生长
2.4 碳纳米管聚集体的控制制备
2.4.1 碳纳米管聚集体
2.4.2 碳纳米管水平阵列
2.4.3 碳纳米管竖直阵列
2.4.4 碳纳米管气凝胶
2.4.5 碳纳米管薄膜
2.4.6 碳纳米管纤维
2.4.7 碳纳米管的宏量制备
2.5 碳纳米管复合材料
2.5.1 碳纳米管复合材料简介
2.5.2 碳纳米管的预处理
2.5.3 碳纳米管复合材料的制备方法
2.5.4 碳纳米管复合材料的力学性能
2.5.5 碳纳米管复合材料的电学性能
2.5.6 碳纳米管复合材料的热学性能
2.5.7 碳纳米管复合材料其他性能
2.5.8 碳纳米管复合材料的难点和展望
2.6 碳纳米管的能带工程与电学器件
2.6.1 碳纳米管的能带工程
2.6.2 碳纳米管电子器件
2.6.3 碳纳米管光电子器件
2.6.4 其他碳纳米管器件
2.6.5 碳纳米管电学应用的展望
2.7 碳纳米管储能材料
2.7.1 锂离子电池
2.7.2 超级电容器
2.7.3 燃料电池
2.7.4 碳纳米管储能材料的机遇与挑战
2.8 碳纳米管生物技术及其他
2.8.1 生物医药技术
2.8.2 环境修复材料
2.8.3 电磁屏蔽材料
2.9 展望
参考文献
第3章二维材料王国的开国元勋——石墨烯
3.1 石墨烯概述
3.1.1 碳材料家族与石墨烯
3.1.2 石墨烯的基本结构、性质和应用
3.1.3 石墨烯的发展历程
3.2 石墨烯材料研究的历史
3.2.1 石墨烯材料及其性质
3.2.2 石墨烯材料的理论争议
3.2.3 石墨烯材料的实验端倪
3.3 石墨烯的结构与性质
3.3.1 石墨烯的结构
3.3.2 石墨烯的性质
3.3.3 石墨烯的应用
3.4 石墨烯的制备
3.4.1 石墨烯材料的种类
3.4.2 石墨烯材料的合成方法
3.4.3 石墨烯的应用前景
3.5 石墨烯材料的研究进展
3.5.1 石墨烯材料制备的科学问题
3.5.2 石墨烯材料应用的关键瓶颈
3.5.3 石墨烯材料的新兴性质与应用
3.6 石墨烯材料的产业化进展
3.6.1 石墨烯产业的现状
3.6.2 石墨烯产业发展的关键瓶颈
3.6.3 石墨烯产业未来的发展方向
参考文献
第4章中国标签的新型碳材料——石墨炔
4.1 石墨炔的合成
4.1.1 溶液界面反应合成
4.1.2 表面在位化学合成
4.1.3 固相合成石墨炔
4.1.4 石墨炔聚集态结构
4.1.5 石墨炔衍生化及掺杂
4.2 石墨炔性质的理论研究
4.2.1 石墨炔的电子结构
4.2.2 石墨炔的能带工程
4.2.3 石墨炔的力学性能
4.2.4 石墨炔的光学性质
4.2.5 石墨炔的磁学性质
4.2.6 石墨炔的热学性质
4.2.7 石墨炔电催化性质的理论研究
4.3 石墨炔新型能源基础和应用
4.3.1 电化学能源基础
4.3.2 石墨炔在锂离子电池负极方面的应用
4.3.3 石墨炔电极材料性能
4.3.4 石墨炔在燃料电池中的应用
4.4 石墨炔的光电器件基础
4.4.1 石墨炔基太阳能电池
4.4.2 石墨炔基探测器
4.5 石墨炔基多尺度催化剂
4.5.1 石墨炔金属原子催化剂
4.5.2 石墨炔异质结催化剂
4.5.3 石墨炔基非金属催化剂
4.6 小结
参考文献
纳米碳材料前沿是2024年由华东理工大学出版社出版,作者王春儒【等编著。
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