资源化学丛书低维纳米碳材料

目录 前言 第1章 富勒烯和C60 1 1.1 富勒烯 1 1.1.1 富勒烯和C60简介 1 1.1.2 C60的结构 1 1.1.3 C60的基本性能 2 1.2 富勒烯和C60的制备 3 1.2.1 通过蒸发碳源合成富勒烯 4 1.2.2 用模型来揭示富勒烯的形成 4 1.2.3 化学合成法 5 1.2.4 其他合成方法 7 1.3 富勒烯的分离和纯化 8 1.3.1 C60和C70的提取 8 1.3.2 C60和C70的分离 9 1.4 富勒烯的结构调变 9 1.4.1 富勒烯组装 9 1.4.2 二维富勒烯薄膜 10 1.4.3 富勒烯的超分子共组装 10 1.4.4 C60的自组装控制 17 1.5 富勒烯的机械化学反应 18 1.5.1 二聚和三聚 18 1.5.2 亲核加成 20 1.5.3 C60的环加成反应 22 1.5.4 C60自由基加成反应 27 1.5.5 C60氧化反应 28 1.5.6 富勒烯配合物的形成 28 1.6 纳米复合物 29 1.6.1 C-M键的形成 29 1.6.2 富勒烯-金属复合材料 30 1.6.3 碳纳米管-无机复合材料 30 1.6.4 石墨烯(或石墨)-无机材料形成的纳米复合材料 31 1.6.5 碳纳米管-聚合物纳米复合材料 31 1.6.6 石墨烯(或石墨)-聚合物纳米复合物 31 1.7 杂化材料 32 1.7.1 碳相关材料及其储氢性能 32 1.7.2 石墨烯纳米片 32 1.8 富勒烯的应用 33 1.8.1 液晶富勒烯 33 1.8.2 自组装异质结及其在光伏中的应用 34 1.9 总结 37 参考文献 37 第2章 碳纤维与碳薄膜 49 2.1 碳纤维 49 2.1.1 引言 49 2.1.2 碳纤维简介 49 2.1.3 碳纤维的分类与制备 50 2.1.4 碳纤维材料的应用 63 2.2 碳薄膜 64 2.2.1 引言 64 2.2.2 简介 64 2.2.3 类金刚石薄膜 64 2.2.4 CNx薄膜 71 2.2.5 应用 76 参考文献 76 第3章 介孔碳与高分子材料 80 3.1 介孔碳 80 3.1.1 多孔材料 80 3.1.2 介孔材料 80 3.1.3 介孔碳材料 80 3.2 介孔碳材料功能化与改性 82 3.2.1 表面处理 82 3.2.2 杂原子处理 83 3.2.3 碳-无机纳米复合材料 83 3.2.4 碳结构设计 83 3.3 介孔碳材料的应用 84 3.3.1 介孔碳材料应用于储能 84 3.3.2 吸附 88 3.3.3 催化剂载体或催化剂 92 3.4 高分子材料 93 3.4.1 高分子材料分类 93 3.4.2 高分子材料的结构 93 3.4.3 叠氮-炔点击化学 94 3.4.4 聚合物纳米复合材料的制备 98 3.4.5 纳米复合物的环境应用 99 3.5 高分子材料的新兴应用 101 3.5.1 可重构的曲面及其应用 101 3.5.2 建模、仿真和理论 104 3.5.3 未来发展方向 105 3.6 导电聚合物 105 3.6.1 合成方法 105 3.6.2 CP纳米材料的研究进展 107 3.6.3 CP纳米材料的应用 109 参考文献 110 第4章 碳纳米管 119 4.1 碳纳米管概述 119 4.1.1 碳纳米管发展史 119 4.1.2 碳纳米管结构 119 4.1.3 碳纳米管性能 120 4.2 碳纳米管制备 121 4.2.1 电弧放电法 121 4.2.2 激光烧蚀法 123 4.2.3 化学气相沉积法 124 4.3 碳纳米管改性 125 4.3.1 共价键法 125 4.3.2 非共价键相互作用 133 4.3.3 金属填充 136 4.3.4 金属纳米粒子的修饰 137 4.4 石墨烯纳米杂化材料 142 4.4.1 石墨烯-CNT薄膜 142 4.4.2 石墨烯-CNT三维杂化材料 143 4.5 碳纳米管的应用 144 4.5.1 碳纳米管在电能储存设备中的应用 144 4.5.2 纳米管在光电器件中的应用 147 参考文献 150 第5章 石墨烯和石墨炔 162 5.1 石墨烯 162 5.1.1 引言 162 5.1.2 石墨烯和氧化石墨烯的合成 162 5.1.3 石墨烯和氧化石墨烯的非共价键功能化 168 5.1.4 应用 180 5.2 石墨炔 186 5.2.1 引言 186 5.2.2 石墨炔分类 186 5.2.3 石墨炔的性质 188 5.2.4 石墨炔的应用 190 参考文献 191 第6章 碳纳米材料在生物医学中的应用 202 6.1 碳纳米管在生物医学中的应用 202 6.1.1 引言 202 6.1.2 功能化修饰 202 6.1.3 生物医学应用 205 6.1.4 碳纳米管的毒性 217 6.2 石墨烯在生物医学中的应用 218 6.2.1 引言 218 6.2.2 功能化修饰 219 6.2.3 生物医学应用 222 6.2.4 毒性研究 236 参考文献 238