碳纳米管复合材料及功能器件

目录
前言
第1章 概述 1
1.1 碳纳米管的发现 1
1.2 碳纳米管的结构特点 2
1.3 碳纳米管的性质 4
1.4 碳纳米管的应用 8
参考文献 8
第2章 碳纳米管的制备 12
2.1 制备方法 12
2.1.1 石墨电弧放电法 12
2.1.2 石墨激光蒸发法 14
2.1.3 化学气相沉积法 15
2.1.4 其他制备方法 23
2.2 纯化方法 30
2.2.1 物理纯化法 30
2.2.2 化学纯化法 31
2.2.3 综合纯化法 31
2.3 合成机理 32
参考文献 33
第3章 碳纳米管的特性 40
3.1 电学性能 40
3.2 力学性能 42
3.3 热学性能 44
3.4 光学性能 46
3.5 磁学性能 49
3.6 吸附性能 49
3.7 储氢性能 50
3.8 吸波性能 50
3.9 细胞毒性 51
3.10 免疫特性 52
参考文献 54
第4章 碳纳米管的应用 61
4.1 复合材料领域 61
4.2 能源储存领域 62
4.2.1 超级电容器 63
4.2.2 锂离子电池 64
4.2.3 储氢领域 65
4.3 场发射显示领域 66
4.4 电化学传感领域 67
4.4.1 无酶型生物传感器 67
4.4.2 酶生物传感器 69
4.4.3 免疫传感器 72
4.4.4 DNA生物传感器 73
4.4.5 气体传感器 75
4.5 催化领域 76
4.5.1 助催化剂 77
4.5.2 催化剂载体 78
4.5.3 直接催化剂 80
4.6 生物分子输运领域 81
4.6.1 药物小分子 81
4.6.2 药物大分子 83
4.7 免疫治疗领域 83
4.8 吸波材料领域 84
4.9 其他领域 84
参考文献 85
第5章 碳纳米管的功能化改性及应用 93
5.1 物理改性 93
5.1.1 吸附作用 93
5.1.2 非共价包裹 94
5.1.3 蛋白质分子功能化 94
5.1.4 染料分子功能化 95
5.1.5 淀粉功能化 95
5.1.6 环糊精功能化 96
5.2 化学改性 97
5.2.1 酸化 97
5.2.2 环加成 99
5.2.3 原子转移自由基聚合 101
5.2.4 氟化及氟化衍生 103
5.2.5 自由基加成 104
5.2.6 卡宾亲核加成 104
5.2.7 阴离子聚合 105
5.2.8 自由基聚合 106
5.2.9 电荷转移法 107
5.3 化学功能化的表征方法 107
5.3.1 形态形貌分析 108
5.3.2 光谱法 108
5.3.3 化学组成分析 110
5.3.4 其他方法 111
5.4 生物分子改性 111
5.4.1 酶功能化 112
5.4.2 蛋白质功能化 113
5.4.3 肽螺旋功能化 114
5.4.4 DNA功能化 114
5.5 功能化碳纳米管的合成方法 119
5.5.1 掺杂 119
5.5.2 表面修饰 120
5.5.3 金属填充 120
5.5.4 聚合物修饰 122
5.6 共价功能化碳纳米管的应用 128
5.6.1 复合材料领域 128
5.6.2 催化剂载体领域 129
5.6.3 生物医用材料领域 131
5.6.4 光学材料领域 132
5.6.5 电学领域 132
5.6.6 污水治理领域 133
5.6.7 绿色能源领域 133
参考文献 133
第6章 碳纳米管/无机金属复合材料 136
6.1 碳纳米管与无机纳米粒子的复合 136
6.1.1 主要策略 136
6.1.2 TiO 2/碳纳米管复合 143
6.1.3 Ag-TiO 2/碳纳米管复合 144
6.2 碳纳米管与贵金属纳米粒子的复合 144
6.2.1 主要策略 144
6.2.2 铜/碳纳米管复合 150
6.2.3 锌基碳纳米管复合 150
6.2.4 镍基碳纳米管复合 150
6.3 碳纳米管与无机量子点的复合 151
6.3.1 量子点的基本性质 151
6.3.2 量子点的特性 152
6.3.3 纳米硒/多壁碳纳米管复合材料 153
6.3.4 ZnCdS纳米粒子/碳纳米管 153
6.4 碳纳米管与无机纳米管的复合 154
6.4.1 TiO 2纳米管/碳纳米管复合材料 154
6.4.2 碳纳米管/硅纳米线复合材料 154
6.4.3 镍纳米线-多壁碳纳米管-非晶碳纳米管复合材料 155
参考文献 156
第7章 碳纳米管/聚合物复合材料 159
7.1 碳纳米管增强的聚合物材料 159
7.1.1 碳纳米管/聚合物复合材料的性能 159
7.1.2 碳纳米管/聚合物复合材料的类别 165
7.1.3 碳纳米管/聚合物复合材料分散性的表征方法 169
7.1.4 碳纳米管/聚合物复合材料的制备方法 172
7.1.5 碳纳米管在聚合物基体中的有序排列 173
7.2 碳纳米管增强高聚物材料 177
7.3 碳纳米管/导电高聚物复合材料 184
7.3.1 聚合物导电复合材料的制备 184
7.3.2 聚合物导电复合材料的种类 185
7.3.3 导电型高分子/碳纳米管复合材料的导电机理 187
7.4 碳纳米管/生物大分子复合材料 193
7.4.1 碳纳米管/DNA复合材料 193
7.4.2 碳纳米管/siRNA复合材料 195
7.4.3 碳纳米管/药物复合材料 198
7.4.4 碳纳米管/生物大分子复合材料的应用 201
7.5 聚合物/碳纳米管复合材料纤维 203
7.5.1 熔融纺丝法 203
7.5.2 溶液纺丝法 204
7.5.3 凝胶成型法 205
7.5.4 电纺丝法 206
参考文献 207
第8章 碳纳米管基光电复合材料 211
8.1 碳纳米管薄膜材料及其制备方法 211
8.2 碳纳米管基超级电容器 214
8.2.1 超级电容器的工作原理 215
8.2.2 电极材料的发展 216
8.3 碳纳米管基太阳能电池器件 223
8.3.1 光电协同作用机理 223
8.3.2 碳纳米管基太阳能电池材料 226
8.4 碳纳米管基OLED器件 233
参考文献 236