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內容簡介

　　《先進碳材料科學與功能應用技術》介紹瞭低維碳材料（碳量子點、石墨烯、石墨炔）、碳基薄膜材料、人造單晶金剛石等先進碳基材料獨特的物理／化學特性、製備技術、錶徵方法和性能優化工藝；係統闡述瞭這些先進碳材料在化學與醫學傳感器、生物質催化、功能化塗層、鋰離子電池、超級電容器以及熱電材料等領域的應用技術與科學原理，並介紹瞭相關領域國內外的新研究進展以及産業化的前景展望。
　　《先進碳材料科學與功能應用技術》涉及的先進碳材料類型多、應用廣，適閤碳材料科學與技術領域的研究人員、工程師及相關專業人員閱讀，可以嚮讀者提供廣泛的知識交叉和技術交叉信息，啓發和促進各自專業知識學習和技術研發。

目錄

序言
前言

第1章 低維納米碳材料的理論研究
1．1 引言
1．2 納米碳材料理論研究基本方法簡介
1．2．1 量子化學計算方法
1．2．2 分子動力學仿真
1．2．3 濛特卡羅模擬
1．3 低維納米碳材料的理論研究現狀
1．3．1 石墨烯材料電子結構和重要性質的理論預測
1．3．2 功能化石墨烯重要化學反應機理的理論計算
1．3．3 富勒烯的電子結構和化學反應動力學研究
1．3．4 石墨烷的理論發現和近期研究進展
1．3．5 石墨炔材料理論研究的迴顧和展望
1．4 低維納米碳材料在鑭錒係元素分離中的應用和理論研究進展
1．4．1 乏核燃料的鑭錒係元素分離在核工業中的重要意義
1．4．2 氧化石墨烯吸附鑭錒係元素的基本原理
1．4．3 氧化石墨烯末端官能團對鑭錒係元素分離效率的影響
1．4．4 納米碳材料吸附鑭錒係元素離子的熱力學和動力學理論
1．4．5 錒係元素重要離子的量子化學處理方法
1．4．6 次錒係元素水溶性離子與納米碳材料相互作用的理論研究現狀
1．5 本章小結
參考文獻

第2章 化學氣相沉積法生長石墨烯薄膜與應用
2．1 引言
2．2 化學氣相沉積法生長石墨烯及其特性
2．2．1 化學氣相沉積法生長石墨烯
2．2．2 CVD法製備石墨烯的生長機製
2．2．3 CVD法製備石墨烯的轉移工藝
2．2．4 CVD法製備石墨烯的摻雜方法
2．2．5 石墨烯的檢測和分析方法
2．3 化學氣相沉積石墨烯薄膜的應用
2．3．1 基於CVD石墨烯的生物傳感器一一以DNA傳感為例
2．3．2 CVD石墨烯場效晶體管的應用
2．3．3 CVD石墨烯用於透明導電薄膜
2．3．4 CVD石墨烯用於電催化多孔電極材料
2．3．5 CVD石墨烯的導熱應用
2．3．6 CVD石墨烯的未來應用展望
2．4 本章小結
參考文獻

第3章 石墨烯化學剝離製備技術
3．1 引言
3．2 石墨烯化學剝離製備技術背景
3．3 石墨烯化學剝離製備技術進展
3．3．1 化學剝離方法簡介
3．3．2 石墨氧化還原法製備石墨烯
3．3．3 石墨及石墨層間化閤物剝離製備技術
3．3．4 石墨烯的錶麵化學結構與性質
3．3．5 化學剝離石墨烯規模化製備技術進展
3．4 本章小結
參考文獻

第4章 石墨烯的分散與應用
4．1 引言
4．1．1 石墨烯分散的意義
4．1．2 石墨烯分散要解決的基本問題
4．2 石墨烯的物理分散
4．2．1 石墨烯在溶劑中直接分散一石墨烯在溶劑中直接剝離分散
4．2．2 石墨烯在溶劑中直接分散-rGO在溶劑中的分散
4．2．3 錶麵活性劑分散石墨烯
4．2．4 錶麵活性劑分散還原氧化石墨烯
4．2．5 高分子分散劑
4．2．6 聚閤包覆
4．2．7 ππ偶閤的分散方法
4．3 化學修飾分散
4．3．1 GO分散後還原
……

第5章 石墨烯儲能技術及應用
第6章 石墨烯基復閤潤滑材料
第7章 碳基催化材料及生物質轉化應用
第8章 碳基熱電材料
第9章 碳基熒光材料
第10章 碳基膜分離材料的設計、製備和應用
第11章 碳基材料的高分子功能化
第12章 多尺度人造金剛石

精彩書摘

　　《先進碳材料科學與功能應用技術》：
　　20世紀70年代就有文章報道以單晶鎳（Ni）作為基體采用CVD法來製備薄層石墨，隨後人們采用單晶鈷（Co）、鉑（Pt）、鈀（Pd）、銥（Ir）、釕（Ru）等過渡金屬基體在低壓真空環境下也實現瞭石墨烯或薄層石墨的製備。多晶鎳膜在高溫退火時會形成較大的單晶疇，且Ni（111）能與石墨烯的晶格很好地匹配，所以多晶鎳可以作為生長石墨烯很好的襯底。但直到2008年，美國麻省理工學院Jing Kong團隊利用沉積有多晶鎳膜的矽片作為襯底，製備齣大麵積石墨烯，並將石墨烯成功地從襯底上完整地轉移到矽晶圓上，從而掀起瞭CVD法製備石墨烯的熱潮。但由於碳在鎳中的溶解度較大，鎳上石墨烯的生長是一種碳的溶解和析齣過程，所以滲碳濃度和冷卻速度對石墨烯的厚度和質量影響很大，鎳錶麵生長的石墨烯通常層數不均一。此外，由於鎳與石墨烯的熱膨脹係數相差較大，因此降溫過程石墨烯錶麵含有大量褶皺。正是由於采用鎳膜生長的石墨烯存在晶粒尺寸小、在晶界處存在多層石墨烯、層數難以控製等問題，之後Ruoff團隊率先采用CVD方法在銅箔錶麵製備齣瞭大麵積、均勻的單層石墨烯（單層比例高於95％），並優化瞭石墨烯的轉移技術，使石墨烯能大麵積轉移至各種絕緣襯底上，達成瞭另一次重大突破。
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前言/序言

　　籌建中的中國科學院寜波工業技術研究院，自2004年建設中國科學院寜波材料技術與工程研究所以來，堅持秉承全球人纔本土創新、全球技術本土集成的辦所理念。在本書涉及的功能碳材料研究中，聚集瞭以六位中央組織部“韆人計劃”入選者為代錶的科研隊伍，依靠各自專業知識開展閤作，將功能碳材料科學、製備技術和應用技術結閤起來，有力促進瞭先進功能碳材料的科學探索和技術進步。本書與科技協同創新叢書中已齣版的《碳縴維復閤材料輕量化技術》一書，全麵呈現瞭中國科學院寜波材料技術與工程研究所（寜波工業技術研究院）開展以碳材料作為功能材料和結構材料研究的係統工作。本書分為碳材料理論研究、石墨烯材料、碳基納米功能材料、碳基功能薄膜材料和四麵體結構碳材料等5個部分，共12章。其中，都時禹、林正得、周旭峰、餘海斌、劉兆平、蒲吉斌、張建、劉國強、林恒偉、黃愛生、陳濤和江南分彆負責各章的撰寫，陳亮審閱第1、7、8和10章，秦祿昌審閱第2～6章，張建審閱其餘各章，都時禹和張建負責全書統稿，應華根參與全書編輯。感謝各級各類人纔政策的支持，如中央組織部“韆人計劃”、科技部青年創新領軍人纔計劃、浙江省“韆人計劃”、寜波市“3315人纔計劃”、中國科學院“百人計劃”、寜波工業技術研究院“人纔引進行動”計劃等。感謝各級各類科研計劃的支持，如科技部重大研發計劃；國傢自然科學基金重點項目、優秀青年科學基金項目、麵上項目和青年科學基金項目；浙江省傑齣青年科學基金項目和自然科學基金麵上項目；寜波市科技創新團隊計劃、重大科技專項和國際閤作項目；中國科學院知識創新工程重要方嚮性項目、重點部署項目、對外閤作重點項目和創新交叉團隊計劃；寜波工業技術研究院院長基金等。
　　感謝寜波市啓動重大科技專項“石墨烯産業化應用開發”實施方案。該專項拓展瞭石墨烯技術的研發，加速瞭石墨烯材料的産業化轉移，促進瞭石墨烯産品的市場化應用。
　　作為寜波工業技術研究院科技協同創新工作的一部分，感謝國內外各地各類産學研用機構及同行的交流、支持和閤作。感謝美國布魯剋海文國傢實驗室硃溢眉研究員對開展石墨烯在膜分離與熱電轉換等方麵的研究建議與指導。感謝寜波工業技術研究院陳亮研究員為協調開展這些工作的付齣和審閱書稿。感謝美國北卡羅萊納州立大學教堂山分校教授、寜波工業技術研究院客聘研究員秦祿昌審閱書稿。
　　希望本書的齣版能深化功能碳材料的知識創新、促進功能碳材料的應用。希望在寜波工業技術研究院頗具特色的科研環境和人文環境下齣版的本書，對讀者能有所裨益。
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