碳納米管復(fù)合材料及功能器件

目錄
前言
第1章 概述 1
1.1 碳納米管的發(fā)現(xiàn) 1
1.2 碳納米管的結(jié)構(gòu)特點 2
1.3 碳納米管的性質(zhì) 4
1.4 碳納米管的應(yīng)用 8
參考文獻 8
第2章 碳納米管的制備 12
2.1 制備方法 12
2.1.1 石墨電弧放電法 12
2.1.2 石墨激光蒸發(fā)法 14
2.1.3 化學(xué)氣相沉積法 15
2.1.4 其他制備方法 23
2.2 純化方法 30
2.2.1 物理純化法 30
2.2.2 化學(xué)純化法 31
2.2.3 綜合純化法 31
2.3 合成機理 32
參考文獻 33
第3章 碳納米管的特性 40
3.1 電學(xué)性能 40
3.2 力學(xué)性能 42
3.3 熱學(xué)性能 44
3.4 光學(xué)性能 46
3.5 磁學(xué)性能 49
3.6 吸附性能 49
3.7 儲氫性能 50
3.8 吸波性能 50
3.9 細(xì)胞毒性 51
3.10 免疫特性 52
參考文獻 54
第4章 碳納米管的應(yīng)用 61
4.1 復(fù)合材料領(lǐng)域 61
4.2 能源儲存領(lǐng)域 62
4.2.1 超級電容器 63
4.2.2 鋰離子電池 64
4.2.3 儲氫領(lǐng)域 65
4.3 場發(fā)射顯示領(lǐng)域 66
4.4 電化學(xué)傳感領(lǐng)域 67
4.4.1 無酶型生物傳感器 67
4.4.2 酶生物傳感器 69
4.4.3 免疫傳感器 72
4.4.4 DNA生物傳感器 73
4.4.5 氣體傳感器 75
4.5 催化領(lǐng)域 76
4.5.1 助催化劑 77
4.5.2 催化劑載體 78
4.5.3 直接催化劑 80
4.6 生物分子輸運領(lǐng)域 81
4.6.1 藥物小分子 81
4.6.2 藥物大分子 83
4.7 免疫治療領(lǐng)域 83
4.8 吸波材料領(lǐng)域 84
4.9 其他領(lǐng)域 84
參考文獻 85
第5章 碳納米管的功能化改性及應(yīng)用 93
5.1 物理改性 93
5.1.1 吸附作用 93
5.1.2 非共價包裹 94
5.1.3 蛋白質(zhì)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 環(huán)糊精功能化 96
5.2 化學(xué)改性 97
5.2.1 酸化 97
5.2.2 環(huán)加成 99
5.2.3 原子轉(zhuǎn)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 卡賓親核加成 104
5.2.7 陰離子聚合 105
5.2.8 自由基聚合 106
5.2.9 電荷轉(zhuǎn)移法 107
5.3 化學(xué)功能化的表征方法 107
5.3.1 形態(tài)形貌分析 108
5.3.2 光譜法 108
5.3.3 化學(xué)組成分析 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 蛋白質(zhì)功能化 113
5.4.3 肽螺旋功能化 114
5.4.4 DNA功能化 114
5.5 功能化碳納米管的合成方法 119
5.5.1 摻雜 119
5.5.2 表面修飾 120
5.5.3 金屬填充 120
5.5.4 聚合物修飾 122
5.6 共價功能化碳納米管的應(yīng)用 128
5.6.1 復(fù)合材料領(lǐng)域 128
5.6.2 催化劑載體領(lǐng)域 129
5.6.3 生物醫(yī)用材料領(lǐng)域 131
5.6.4 光學(xué)材料領(lǐng)域 132
5.6.5 電學(xué)領(lǐng)域 132
5.6.6 污水治理領(lǐng)域 133
5.6.7 綠色能源領(lǐng)域 133
參考文獻 133
第6章 碳納米管/無機金屬復(fù)合材料 136
6.1 碳納米管與無機納米粒子的復(fù)合 136
6.1.1 主要策略 136
6.1.2 TiO 2/碳納米管復(fù)合 143
6.1.3 Ag-TiO 2/碳納米管復(fù)合 144
6.2 碳納米管與貴金屬納米粒子的復(fù)合 144
6.2.1 主要策略 144
6.2.2 銅/碳納米管復(fù)合 150
6.2.3 鋅基碳納米管復(fù)合 150
6.2.4 鎳基碳納米管復(fù)合 150
6.3 碳納米管與無機量子點的復(fù)合 151
6.3.1 量子點的基本性質(zhì) 151
6.3.2 量子點的特性 152
6.3.3 納米硒/多壁碳納米管復(fù)合材料 153
6.3.4 ZnCdS納米粒子/碳納米管 153
6.4 碳納米管與無機納米管的復(fù)合 154
6.4.1 TiO 2納米管/碳納米管復(fù)合材料 154
6.4.2 碳納米管/硅納米線復(fù)合材料 154
6.4.3 鎳納米線-多壁碳納米管-非晶碳納米管復(fù)合材料 155
參考文獻 156
第7章 碳納米管/聚合物復(fù)合材料 159
7.1 碳納米管增強的聚合物材料 159
7.1.1 碳納米管/聚合物復(fù)合材料的性能 159
7.1.2 碳納米管/聚合物復(fù)合材料的類別 165
7.1.3 碳納米管/聚合物復(fù)合材料分散性的表征方法 169
7.1.4 碳納米管/聚合物復(fù)合材料的制備方法 172
7.1.5 碳納米管在聚合物基體中的有序排列 173
7.2 碳納米管增強高聚物材料 177
7.3 碳納米管/導(dǎo)電高聚物復(fù)合材料 184
7.3.1 聚合物導(dǎo)電復(fù)合材料的制備 184
7.3.2 聚合物導(dǎo)電復(fù)合材料的種類 185
7.3.3 導(dǎo)電型高分子/碳納米管復(fù)合材料的導(dǎo)電機理 187
7.4 碳納米管/生物大分子復(fù)合材料 193
7.4.1 碳納米管/DNA復(fù)合材料 193
7.4.2 碳納米管/siRNA復(fù)合材料 195
7.4.3 碳納米管/藥物復(fù)合材料 198
7.4.4 碳納米管/生物大分子復(fù)合材料的應(yīng)用 201
7.5 聚合物/碳納米管復(fù)合材料纖維 203
7.5.1 熔融紡絲法 203
7.5.2 溶液紡絲法 204
7.5.3 凝膠成型法 205
7.5.4 電紡絲法 206
參考文獻 207
第8章 碳納米管基光電復(fù)合材料 211
8.1 碳納米管薄膜材料及其制備方法 211
8.2 碳納米管基超級電容器 214
8.2.1 超級電容器的工作原理 215
8.2.2 電極材料的發(fā)展 216
8.3 碳納米管基太陽能電池器件 223
8.3.1 光電協(xié)同作用機理 223
8.3.2 碳納米管基太陽能電池材料 226
8.4 碳納米管基OLED器件 233
參考文獻 236