总序 
纳米材料是国家战略前沿重要研究领域。《中华人民共和国国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要》中明确要求：“推动战略前沿领域创新突破，加快突破新一代信息通信、新能源、新材料、航空航天、生物医药、智能制造等领域核心技术”。发展纳米材料对上述领域具有重要推动作用。从“十五”期间开始，我国纳米材料研究呈现出快速发展的势头，尤其是近年来，我国对纳米材料的研究一直保持高速发展，应用研究屡见报道，基础研究成果精彩纷呈，其中若干成果处于国际领先水平。例如，作为基础研究成果的重要标志之一，我国自2013年开始，在纳米科技研究领域发表的SCI论文数量超过美国，跃居世界第*。 
在此背景下，我受化学工业出版社的邀请，组织纳米材料研究领域的有关专家编写了“纳米材料前沿”丛书。编写此丛书的目的是为了及时总结纳米材料领域的*新研究工作，反映国内外学术界尤其是我国从事纳米材料研究的科学家们近年来有关纳米材料的*新研究进展，展示和传播重要研究成果，促进学术交流，推动基础研究和应用基础研究，为引导广大科技工作者开展纳米材料的创新性工作，起到一定的借鉴和参考作用。 
类似有关纳米材料研究的丛书其他出版社也有出版发行，本丛书与其他丛书的不同之处是，选题尽量集中系统，内容偏重近年来有影响、有特色的新颖研究成果，聚焦在纳米材料研究的前沿和热点，同时关注纳米新材料的产业战略需求。丛书共计十二分册，每一分册均较全面、系统地介绍了相关纳米材料的研究现状和学科前沿，纳米材料制备的方法学，材料形貌、结构和性质的调控技术，常用研究特定纳米材料的结构和性质的手段与典型研究结果，以及结构和性质的优化策略等，并介绍了相关纳米材料在信息、生物医药、环境、能源等领域的前期探索性应用研究。 
丛书的编写，得到化学及材料研究领域的多位著*学者的大力支持和积极响应，陈小明、成会明、刘云圻、孙世刚、张洪杰、顾忠泽、王训、杨卫民、张立群、唐智勇、王春儒、王树等专家欣然应允分别担任分册组织人员，各位作者不懈努力、齐心协力，才使丛书得以问世。因此，丛书的出版是各分册作者辛勤劳动的结果，是大家智慧的结晶。另外，丛书的出版得益于化学工业出版社的支持，得益于国家出版基金对丛书出版的资助，在此一并致以谢意。 
众所周知，纳米材料研究范围所涉甚广，精彩研究成果层出不穷。愿本丛书的出版，对纳米材料研究领域能够起到锦上添花的作用，并期待推进战略性新兴产业的发展。 

第1章石墨烯的基础知识001 
耿德超（中国科学院化学研究所） 
1.1 石墨烯的发现历史 002 
1.2 石墨烯的基本结构与性能 006 
1.2.1 石墨烯的基本结构 006 
1.2.2 石墨烯的基本性能 006 
1.3 石墨烯的基本表征手段 015 
1.3.1 光学显微分析 015 
1.3.2 电子显微分析 018 
1.3.3 扫描探针显微分析 022 
1.3.4 拉曼光谱分析 026 
参考文献 027 
第2章石墨烯的制备033 
张涛，卢文静，韩江丽，刘津欣，付磊（武汉大学化学与分子科学学院） 
2.1 剥离法 034 
2.1.1 机械剥离法 034 
2.1.2 化学剥离法 037 
2.2 SiC表面外延生长法 041 
2.2.1 在SiC的Si终止面外延生长石墨烯 042 
2.2.2 在SiC的C终止面外延生长石墨烯 043 
2.3 电弧放电法 044 
2.4 氧化还原法 045 
2.4.1 石墨氧化物的制备 045 
2.4.2 石墨氧化物的还原 049 
2.5 化学气相沉积法 056 
2.5.1 金属表面化学气相沉积 056 
2.5.2 绝缘基底表面化学气相沉积 073 
2.6 其他方法 076 
2.6.1 偏析生长石墨烯 077 
2.6.2 自下而上合成石墨烯 079 
2.6.3 切开碳纳米管制备石墨烯 080 
2.6.4 TEM电子束石墨化 081 
2.7 石墨烯的转移 082 
2.7.1 将机械剥离的石墨烯转移至任意基底上 083 
2.7.2 剥离SiC表面外延生长的石墨烯 085 
2.7.3 将金属上以CVD法生长的石墨烯转移至任意基底上 087 
2.7.4 任意基底上生长的石墨烯的通用转移法 095 
2.7.5 小结 096 
参考文献 097 
第3章石墨烯化学105 
王西鸾，石高全（北京林业大学材料科学与技术学院，清华大学化学系） 
3.1 引言 106 
3.2 石墨烯功能化 107 
3.2.1 石墨烯平面的共价功能化 108 
3.2.2 石墨烯边缘的共价功能化 117 
3.2.3 非共价功能化石墨烯 120 
3.3 石墨烯掺杂 122 
3.3.1 表面转移掺杂 123 
3.3.2 取代掺杂 124 
3.4 石墨烯光化学 129 
3.4.1 基于自由基的光化学反应 130 
3.4.2 光还原反应 132 
3.5 石墨烯催化化学 134 
3.5.1 氧化石墨烯催化 134 
3.5.2 还原氧化石墨烯催化 136 
3.5.3 杂化石墨烯催化 137 
3.5.4 功能化石墨烯催化 138 
3.6 石墨烯超分子化学 139 
3.6.1 液晶行为 139 
3.6.2 自组装 142 
3.6.3 三维自组装 144 
3.7 总结与展望 152 
参考文献 153 
第4章石墨烯的电学性质167 
魏大程，蔡智（复旦大学高分子科学系） 
4.1 石墨烯的基本电学性质 168 
4.2 对石墨烯电学性能的调控 170 
4.2.1 通过物理的方法 170 
4.2.2 通过化学的方法 173 
4.2.3 通过构建异质结的方法 183 
4.3 石墨烯在电学方面的应用 185 
4.3.1 石墨烯场效应晶体 石墨烯 从基础到应用 石墨烯制备方法结构石墨烯化学 锂电池制造原理石墨烯电学光学磁学性质 电子书 下载 mobi epub pdf txt