目錄
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簡(jiǎn)介 1
1.1.2 C60的結(jié)構(gòu) 1
1.1.3 C60的基本性能 2
1.2 富勒烯和C60的制備 3
1.2.1 通過(guò)蒸發(fā)碳源合成富勒烯 4
1.2.2 用模型來(lái)揭示富勒烯的形成 4
1.2.3 化學(xué)合成法 5
1.2.4 其他合成方法 7
1.3 富勒烯的分離和純化 8
1.3.1 C60和C70的提取 8
1.3.2 C60和C70的分離 9
1.4 富勒烯的結(jié)構(gòu)調(diào)變 9
1.4.1 富勒烯組裝 9
1.4.2 二維富勒烯薄膜 10
1.4.3 富勒烯的超分子共組裝 10
1.4.4 C60的自組裝控制 17
1.5 富勒烯的機(jī)械化學(xué)反應(yīng) 18
1.5.1 二聚和三聚 18
1.5.2 親核加成 20
1.5.3 C60的環(huán)加成反應(yīng) 22
1.5.4 C60自由基加成反應(yīng) 27
1.5.5 C60氧化反應(yīng) 28
1.5.6 富勒烯配合物的形成 28
1.6 納米復(fù)合物 29
1.6.1 C-M鍵的形成 29
1.6.2 富勒烯-金屬?gòu)?fù)合材料 30
1.6.3 碳納米管-無(wú)機(jī)復(fù)合材料 30
1.6.4 石墨烯(或石墨)-無(wú)機(jī)材料形成的納米復(fù)合材料 31
1.6.5 碳納米管-聚合物納米復(fù)合材料 31
1.6.6 石墨烯(或石墨)-聚合物納米復(fù)合物 31
1.7 雜化材料 32
1.7.1 碳相關(guān)材料及其儲(chǔ)氫性能 32
1.7.2 石墨烯納米片 32
1.8 富勒烯的應(yīng)用 33
1.8.1 液晶富勒烯 33
1.8.2 自組裝異質(zhì)結(jié)及其在光伏中的應(yīng)用 34
1.9 總結(jié) 37
參考文獻(xiàn) 37
第2章 碳纖維與碳薄膜 49
2.1 碳纖維 49
2.1.1 引言 49
2.1.2 碳纖維簡(jiǎn)介 49
2.1.3 碳纖維的分類(lèi)與制備 50
2.1.4 碳纖維材料的應(yīng)用 63
2.2 碳薄膜 64
2.2.1 引言 64
2.2.2 簡(jiǎn)介 64
2.2.3 類(lèi)金剛石薄膜 64
2.2.4 CNx薄膜 71
2.2.5 應(yīng)用 76
參考文獻(xiàn) 76
第3章 介孔碳與高分子材料 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 介孔碳材料功能化與改性 82
3.2.1 表面處理 82
3.2.2 雜原子處理 83
3.2.3 碳-無(wú)機(jī)納米復(fù)合材料 83
3.2.4 碳結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 83
3.3 介孔碳材料的應(yīng)用 84
3.3.1 介孔碳材料應(yīng)用于儲(chǔ)能 84
3.3.2 吸附 88
3.3.3 催化劑載體或催化劑 92
3.4 高分子材料 93
3.4.1 高分子材料分類(lèi) 93
3.4.2 高分子材料的結(jié)構(gòu) 93
3.4.3 疊氮-炔點(diǎn)擊化學(xué) 94
3.4.4 聚合物納米復(fù)合材料的制備 98
3.4.5 納米復(fù)合物的環(huán)境應(yīng)用 99
3.5 高分子材料的新興應(yīng)用 101
3.5.1 可重構(gòu)的曲面及其應(yīng)用 101
3.5.2 建模、仿真和理論 104
3.5.3 未來(lái)發(fā)展方向 105
3.6 導(dǎo)電聚合物 105
3.6.1 合成方法 105
3.6.2 CP納米材料的研究進(jìn)展 107
3.6.3 CP納米材料的應(yīng)用 109
參考文獻(xiàn) 110
第4章 碳納米管 119
4.1 碳納米管概述 119
4.1.1 碳納米管發(fā)展史 119
4.1.2 碳納米管結(jié)構(gòu) 119
4.1.3 碳納米管性能 120
4.2 碳納米管制備 121
4.2.1 電弧放電法 121
4.2.2 激光燒蝕法 123
4.2.3 化學(xué)氣相沉積法 124
4.3 碳納米管改性 125
4.3.1 共價(jià)鍵法 125
4.3.2 非共價(jià)鍵相互作用 133
4.3.3 金屬填充 136
4.3.4 金屬納米粒子的修飾 137
4.4 石墨烯納米雜化材料 142
4.4.1 石墨烯-CNT薄膜 142
4.4.2 石墨烯-CNT三維雜化材料 143
4.5 碳納米管的應(yīng)用 144
4.5.1 碳納米管在電能儲(chǔ)存設(shè)備中的應(yīng)用 144
4.5.2 納米管在光電器件中的應(yīng)用 147
參考文獻(xiàn) 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價(jià)鍵功能化 168
5.1.4 應(yīng)用 180
5.2 石墨炔 186
5.2.1 引言 186
5.2.2 石墨炔分類(lèi) 186
5.2.3 石墨炔的性質(zhì) 188
5.2.4 石墨炔的應(yīng)用 190
參考文獻(xiàn) 191
第6章 碳納米材料在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用 202
6.1 碳納米管在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用 202
6.1.1 引言 202
6.1.2 功能化修飾 202
6.1.3 生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用 205
6.1.4 碳納米管的毒性 217
6.2 石墨烯在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用 218
6.2.1 引言 218
6.2.2 功能化修飾 219
6.2.3 生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用 222
6.2.4 毒性研究 236
參考文獻(xiàn) 238