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内容简介

　　《先进碳材料科学与功能应用技术》介绍了低维碳材料（碳量子点、石墨烯、石墨炔）、碳基薄膜材料、人造单晶金刚石等先进碳基材料独特的物理／化学特性、制备技术、表征方法和性能优化工艺；系统阐述了这些先进碳材料在化学与医学传感器、生物质催化、功能化涂层、锂离子电池、超级电容器以及热电材料等领域的应用技术与科学原理，并介绍了相关领域国内外的新研究进展以及产业化的前景展望。
　　《先进碳材料科学与功能应用技术》涉及的先进碳材料类型多、应用广，适合碳材料科学与技术领域的研究人员、工程师及相关专业人员阅读，可以向读者提供广泛的知识交叉和技术交叉信息，启发和促进各自专业知识学习和技术研发。

目录

序言
前言

第1章 低维纳米碳材料的理论研究
1．1 引言
1．2 纳米碳材料理论研究基本方法简介
1．2．1 量子化学计算方法
1．2．2 分子动力学仿真
1．2．3 蒙特卡罗模拟
1．3 低维纳米碳材料的理论研究现状
1．3．1 石墨烯材料电子结构和重要性质的理论预测
1．3．2 功能化石墨烯重要化学反应机理的理论计算
1．3．3 富勒烯的电子结构和化学反应动力学研究
1．3．4 石墨烷的理论发现和近期研究进展
1．3．5 石墨炔材料理论研究的回顾和展望
1．4 低维纳米碳材料在镧锕系元素分离中的应用和理论研究进展
1．4．1 乏核燃料的镧锕系元素分离在核工业中的重要意义
1．4．2 氧化石墨烯吸附镧锕系元素的基本原理
1．4．3 氧化石墨烯末端官能团对镧锕系元素分离效率的影响
1．4．4 纳米碳材料吸附镧锕系元素离子的热力学和动力学理论
1．4．5 锕系元素重要离子的量子化学处理方法
1．4．6 次锕系元素水溶性离子与纳米碳材料相互作用的理论研究现状
1．5 本章小结
参考文献

第2章 化学气相沉积法生长石墨烯薄膜与应用
2．1 引言
2．2 化学气相沉积法生长石墨烯及其特性
2．2．1 化学气相沉积法生长石墨烯
2．2．2 CVD法制备石墨烯的生长机制
2．2．3 CVD法制备石墨烯的转移工艺
2．2．4 CVD法制备石墨烯的掺杂方法
2．2．5 石墨烯的检测和分析方法
2．3 化学气相沉积石墨烯薄膜的应用
2．3．1 基于CVD石墨烯的生物传感器一一以DNA传感为例
2．3．2 CVD石墨烯场效晶体管的应用
2．3．3 CVD石墨烯用于透明导电薄膜
2．3．4 CVD石墨烯用于电催化多孔电极材料
2．3．5 CVD石墨烯的导热应用
2．3．6 CVD石墨烯的未来应用展望
2．4 本章小结
参考文献

第3章 石墨烯化学剥离制备技术
3．1 引言
3．2 石墨烯化学剥离制备技术背景
3．3 石墨烯化学剥离制备技术进展
3．3．1 化学剥离方法简介
3．3．2 石墨氧化还原法制备石墨烯
3．3．3 石墨及石墨层间化合物剥离制备技术
3．3．4 石墨烯的表面化学结构与性质
3．3．5 化学剥离石墨烯规模化制备技术进展
3．4 本章小结
参考文献

第4章 石墨烯的分散与应用
4．1 引言
4．1．1 石墨烯分散的意义
4．1．2 石墨烯分散要解决的基本问题
4．2 石墨烯的物理分散
4．2．1 石墨烯在溶剂中直接分散一石墨烯在溶剂中直接剥离分散
4．2．2 石墨烯在溶剂中直接分散-rGO在溶剂中的分散
4．2．3 表面活性剂分散石墨烯
4．2．4 表面活性剂分散还原氧化石墨烯
4．2．5 高分子分散剂
4．2．6 聚合包覆
4．2．7 ππ偶合的分散方法
4．3 化学修饰分散
4．3．1 GO分散后还原
……

第5章 石墨烯储能技术及应用
第6章 石墨烯基复合润滑材料
第7章 碳基催化材料及生物质转化应用
第8章 碳基热电材料
第9章 碳基荧光材料
第10章 碳基膜分离材料的设计、制备和应用
第11章 碳基材料的高分子功能化
第12章 多尺度人造金刚石

精彩书摘

　　《先进碳材料科学与功能应用技术》：
　　20世纪70年代就有文章报道以单晶镍（Ni）作为基体采用CVD法来制备薄层石墨，随后人们采用单晶钴（Co）、铂（Pt）、钯（Pd）、铱（Ir）、钌（Ru）等过渡金属基体在低压真空环境下也实现了石墨烯或薄层石墨的制备。多晶镍膜在高温退火时会形成较大的单晶畴，且Ni（111）能与石墨烯的晶格很好地匹配，所以多晶镍可以作为生长石墨烯很好的衬底。但直到2008年，美国麻省理工学院Jing Kong团队利用沉积有多晶镍膜的硅片作为衬底，制备出大面积石墨烯，并将石墨烯成功地从衬底上完整地转移到硅晶圆上，从而掀起了CVD法制备石墨烯的热潮。但由于碳在镍中的溶解度较大，镍上石墨烯的生长是一种碳的溶解和析出过程，所以渗碳浓度和冷却速度对石墨烯的厚度和质量影响很大，镍表面生长的石墨烯通常层数不均一。此外，由于镍与石墨烯的热膨胀系数相差较大，因此降温过程石墨烯表面含有大量褶皱。正是由于采用镍膜生长的石墨烯存在晶粒尺寸小、在晶界处存在多层石墨烯、层数难以控制等问题，之后Ruoff团队率先采用CVD方法在铜箔表面制备出了大面积、均匀的单层石墨烯（单层比例高于95％），并优化了石墨烯的转移技术，使石墨烯能大面积转移至各种绝缘衬底上，达成了另一次重大突破。
　　……

前言/序言

　　筹建中的中国科学院宁波工业技术研究院，自2004年建设中国科学院宁波材料技术与工程研究所以来，坚持秉承全球人才本土创新、全球技术本土集成的办所理念。在本书涉及的功能碳材料研究中，聚集了以六位中央组织部“千人计划”入选者为代表的科研队伍，依靠各自专业知识开展合作，将功能碳材料科学、制备技术和应用技术结合起来，有力促进了先进功能碳材料的科学探索和技术进步。本书与科技协同创新丛书中已出版的《碳纤维复合材料轻量化技术》一书，全面呈现了中国科学院宁波材料技术与工程研究所（宁波工业技术研究院）开展以碳材料作为功能材料和结构材料研究的系统工作。本书分为碳材料理论研究、石墨烯材料、碳基纳米功能材料、碳基功能薄膜材料和四面体结构碳材料等5个部分，共12章。其中，都时禹、林正得、周旭峰、余海斌、刘兆平、蒲吉斌、张建、刘国强、林恒伟、黄爱生、陈涛和江南分别负责各章的撰写，陈亮审阅第1、7、8和10章，秦禄昌审阅第2～6章，张建审阅其余各章，都时禹和张建负责全书统稿，应华根参与全书编辑。感谢各级各类人才政策的支持，如中央组织部“千人计划”、科技部青年创新领军人才计划、浙江省“千人计划”、宁波市“3315人才计划”、中国科学院“百人计划”、宁波工业技术研究院“人才引进行动”计划等。感谢各级各类科研计划的支持，如科技部重大研发计划；国家自然科学基金重点项目、优秀青年科学基金项目、面上项目和青年科学基金项目；浙江省杰出青年科学基金项目和自然科学基金面上项目；宁波市科技创新团队计划、重大科技专项和国际合作项目；中国科学院知识创新工程重要方向性项目、重点部署项目、对外合作重点项目和创新交叉团队计划；宁波工业技术研究院院长基金等。
　　感谢宁波市启动重大科技专项“石墨烯产业化应用开发”实施方案。该专项拓展了石墨烯技术的研发，加速了石墨烯材料的产业化转移，促进了石墨烯产品的市场化应用。
　　作为宁波工业技术研究院科技协同创新工作的一部分，感谢国内外各地各类产学研用机构及同行的交流、支持和合作。感谢美国布鲁克海文国家实验室朱溢眉研究员对开展石墨烯在膜分离与热电转换等方面的研究建议与指导。感谢宁波工业技术研究院陈亮研究员为协调开展这些工作的付出和审阅书稿。感谢美国北卡罗莱纳州立大学教堂山分校教授、宁波工业技术研究院客聘研究员秦禄昌审阅书稿。
　　希望本书的出版能深化功能碳材料的知识创新、促进功能碳材料的应用。希望在宁波工业技术研究院颇具特色的科研环境和人文环境下出版的本书，对读者能有所裨益。

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