第一章水凝膠簡介(1)
1.1水凝膠概述(1)
1.2水凝膠性能分析(3)
1.2.1物理性能(3)
1.2.2化學(xué)性能(5)
1.2.3生物性能(6)
1.2.4功能化性能(7)
1.3性能優(yōu)化方向(8)
1.4挑戰(zhàn)與未來展望(9)
參考文獻(10)
第二章碳基材料概述(14)
2.1生物炭(15)
2.1.1制備方法(16)
2.1.2結(jié)構(gòu)特性(22)
2.1.3應(yīng)用領(lǐng)域(23)
2.2氧化石墨烯(28)
2.2.1制備方法(29)
2.2.2結(jié)構(gòu)特性(33)
2.2.3應(yīng)用領(lǐng)域(34)
2.3碳納米管(38)
2.3.1制備方法(38)
2.3.2結(jié)構(gòu)特性(43)
2.3.3應(yīng)用領(lǐng)域(45)
2.4碳量子點(48)
2.4.1制備方法(49)
2.4.2結(jié)構(gòu)特性(54)
2.4.3應(yīng)用領(lǐng)域(55)
參考文獻(62)
第三章生物炭復(fù)合水凝膠(69)
3.1生物炭的特性及其作為改性劑的優(yōu)勢(69)
3.2生物炭復(fù)合水凝膠的制備方法(70)
3.2.1物理復(fù)合(70)
3.2.2化學(xué)復(fù)合(72)
3.2.3其他前沿制備技術(shù)(75)
3.3生物炭復(fù)合水凝膠的結(jié)構(gòu)特點(78)
3.4生物炭復(fù)合水凝膠的應(yīng)用(79)
3.4.1環(huán)境修復(fù)與污染治理(79)
3.4.2農(nóng)業(yè)資源利用(80)
3.4.3能源存儲與催化(81)
3.4.4生物醫(yī)學(xué)(82)
3.4.5智能傳感材料(84)
參考文獻(86)
第四章碳納米管復(fù)合水凝膠(90)
4.1碳納米管作為水凝膠改性劑的核心優(yōu)勢(91)
4.2碳納米管復(fù)合水凝膠的制備方法(92)
4.2.1物理共混法(92)
4.2.2原位聚合法(93)
4.2.3凍融循環(huán)法(94)
4.2.4自組裝法(95)
4.2.53D打印/定向組裝法(97)
4.3碳納米管復(fù)合水凝膠的結(jié)構(gòu)特點(98)
4.4碳納米管復(fù)合水凝膠的應(yīng)用領(lǐng)域(100)
4.4.1生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域(100)
4.4.2柔性電子領(lǐng)域(101)
4.4.3環(huán)境工程領(lǐng)域(103)
4.4.4能源領(lǐng)域(104)
4.4.5工業(yè)制造領(lǐng)域(105)
4.4.6新興前沿領(lǐng)域(106)
參考文獻(107)
第五章氧化石墨烯復(fù)合水凝膠(111)
5.1氧化石墨烯結(jié)構(gòu)特性及作為水凝膠改性劑的特點(111)
5.1.1氧化石墨烯結(jié)構(gòu)特性(111)
5.1.2氧化石墨烯作為水凝膠改性劑的特點(112)
5.2氧化石墨烯改性水凝膠制備方法(112)
5.2.1原位聚合法(112)
5.2.2一鍋法(113)
5.2.3自組裝法(115)
5.2.4其他聚合方法(116)
5.3氧化石墨烯對水凝膠結(jié)構(gòu)與性能的影響(117)
5.3.1氧化石墨烯對水凝膠結(jié)構(gòu)的影響(117)
5.3.2氧化石墨烯對水凝膠性能的影響(118)
5.4GO改性水凝膠的應(yīng)用(122)
5.4.1工業(yè)廢水處理(122)
5.4.2緩解熱島效應(yīng)(123)
5.4.3柔性器件及醫(yī)用材料(123)
5.5結(jié)語(125)
參考文獻(126)
第六章碳量子點復(fù)合水凝膠(135)
6.1碳量子點結(jié)構(gòu)特性及表面修飾(136)
6.2CDH制備方法(137)
6.2.1碳量子點共聚法(137)
6.2.2碳量子點交聯(lián)法(139)
6.2.3碳量子點浸漬包埋法(139)
6.3碳量子點復(fù)合水凝膠的性能及應(yīng)用(140)
6.3.1碳量子點對水凝膠性能的影響(140)
6.3.2CDs復(fù)合水凝膠應(yīng)用(144)
6.4結(jié)語(150)
參考文獻(150)
第七章碳基材料復(fù)合水凝膠的結(jié)構(gòu)-性能關(guān)聯(lián)研究實例(157)
7.1氧化石墨烯復(fù)合水凝膠的制備及溶脹性能(157)
7.1.1GO改性P(AA-AM)復(fù)合水凝膠的制備及聚合條件優(yōu)化(157)
7.1.2GO改性P(AA-AM)復(fù)合水凝膠的吸水溶脹性能(159)
7.2氧化石墨烯復(fù)合水凝膠吸附劑的制備及性能(162)
7.2.1氧化石墨烯復(fù)合水凝膠吸附劑的制備及結(jié)構(gòu)表征(162)
7.2.2氧化石墨烯用量對水凝膠力學(xué)性能、吸水性和吸附性能的影響
(165)
7.2.3P(AA-AMPS)/SA-GO的溶脹特性(166)
7.2.4P(AA-AMPS)/SA-GO的吸附性能(167)
7.3生物炭復(fù)合水凝膠吸附劑的制備及性能(173)
7.3.1生物炭復(fù)合水凝膠的制備及結(jié)構(gòu)表征分析(173)
7.3.2生物炭用量對復(fù)合水凝膠吸附性能的影響(177)
7.3.3吸附性能分析(177)
7.3.4吸附等溫線(180)
7.3.5吸附動力學(xué)(181)
7.3.6吸附熱力學(xué)(183)
7.3.7機理分析(183)
參考文獻(185)
第八章總結(jié)與展望(186)
8.1當(dāng)前研究存在的關(guān)鍵挑戰(zhàn)(186)
8.2未來發(fā)展方向與重點突破路徑(187)
8.2.1構(gòu)建基礎(chǔ)研究新范式(187)
8.2.2工程技術(shù)的革命性突破(188)
8.2.3學(xué)科交叉催生的顛覆性應(yīng)用(189)
8.2.4產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的重構(gòu)(190)
附錄(191)