碳納米管復合材料及功能器件

目錄
前言
第1章 概述 1
1.1 碳納米管的發(fā)現(xiàn) 1
1.2 碳納米管的結構特點 2
1.3 碳納米管的性質 4
1.4 碳納米管的應用 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 電學性能 40
3.2 力學性能 42
3.3 熱學性能 44
3.4 光學性能 46
3.5 磁學性能 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 碳納米管的應用 61
4.1 復合材料領域 61
4.2 能源儲存領域 62
4.2.1 超級電容器 63
4.2.2 鋰離子電池 64
4.2.3 儲氫領域 65
4.3 場發(fā)射顯示領域 66
4.4 電化學傳感領域 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 免疫治療領域 83
4.8 吸波材料領域 84
4.9 其他領域 84
參考文獻 85
第5章 碳納米管的功能化改性及應用 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 化學改性 97
5.2.1 酸化 97
5.2.2 環(huán)加成 99
5.2.3 原子轉移自由基聚合 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 電荷轉移法 107
5.3 化學功能化的表征方法 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用 128
5.6.1 復合材料領域 128
5.6.2 催化劑載體領域 129
5.6.3 生物醫(yī)用材料領域 131
5.6.4 光學材料領域 132
5.6.5 電學領域 132
5.6.6 污水治理領域 133
5.6.7 綠色能源領域 133
參考文獻 133
第6章 碳納米管/無機金屬復合材料 136
6.1 碳納米管與無機納米粒子的復合 136
6.1.1 主要策略 136
6.1.2 TiO 2/碳納米管復合 143
6.1.3 Ag-TiO 2/碳納米管復合 144
6.2 碳納米管與貴金屬納米粒子的復合 144
6.2.1 主要策略 144
6.2.2 銅/碳納米管復合 150
6.2.3 鋅基碳納米管復合 150
6.2.4 鎳基碳納米管復合 150
6.3 碳納米管與無機量子點的復合 151
6.3.1 量子點的基本性質 151
6.3.2 量子點的特性 152
6.3.3 納米硒/多壁碳納米管復合材料 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合 154
6.4.1 TiO 2納米管/碳納米管復合材料 154
6.4.2 碳納米管/硅納米線復合材料 154
6.4.3 鎳納米線-多壁碳納米管-非晶碳納米管復合材料 155
參考文獻 156
第7章 碳納米管/聚合物復合材料 159
7.1 碳納米管增強的聚合物材料 159
7.1.1 碳納米管/聚合物復合材料的性能 159
7.1.2 碳納米管/聚合物復合材料的類別 165
7.1.3 碳納米管/聚合物復合材料分散性的表征方法 169
7.1.4 碳納米管/聚合物復合材料的制備方法 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/導電高聚物復合材料 184
7.3.1 聚合物導電復合材料的制備 184
7.3.2 聚合物導電復合材料的種類 185
7.3.3 導電型高分子/碳納米管復合材料的導電機理 187
7.4 碳納米管/生物大分子復合材料 193
7.4.1 碳納米管/DNA復合材料 193
7.4.2 碳納米管/siRNA復合材料 195
7.4.3 碳納米管/藥物復合材料 198
7.4.4 碳納米管/生物大分子復合材料的應用 201
7.5 聚合物/碳納米管復合材料纖維 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