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第1章 富勒烯和C60 1

1.1富勒烯 1

1.1.1富勒烯和C60简介 1

1.1.2C60的结构 1

1.1.3C60的基本性能 2

1.2富勒烯和C60的制备 3

1.2.1通过蒸发碳源合成富勒烯 4

1.2.2用模型来揭示富勒烯的形成 4

1.2.3化学合成法 5

1.2.4其他合成方法 7

1.3富勒烯的分离和纯化 8

1.3.1C60和C70的提取 8

1.3.2C60和C70的分离 9

1.4富勒烯的结构调变 9

1.4.1富勒烯组装 9

1.4.2二维富勒烯薄膜 10

1.4.3富勒烯的超分子共组装 10

1.4.4C60的自组装控制 17

1.5富勒烯的机械化学反应 18

1.5.1二聚和三聚 18

1.5.2亲核加成 20

1.5.3C60的环加成反应 22

1.5.4C60自由基加成反应 27

1.5.5C60氧化反应 28

1.5.6富勒烯配合物的形成 28

1.6纳米复合物 29

1.6.1C—M键的形成 29

1.6.2富勒烯-金属复合材料 30

1.6.3碳纳米管-无机复合材料 30

1.6.4石墨烯（或石墨）-无机材料形成的纳米复合材料 31

1.6.5碳纳米管-聚合物纳米复合材料 31

1.6.6石墨烯（或石墨）-聚合物纳米复合物 31

1.7杂化材料 32

1.7.1碳相关材料及其储氢性能 32

1.7.2石墨烯纳米片 32

1.8富勒烯的应用 33

1.8.1液晶富勒烯 33

1.8.2自组装异质结及其在光伏中的应用 34

1.9总结 37

参考文献 37

第2章 碳纤维与碳薄膜 49

2.1碳纤维 49

2.1.1引言 49

2.1.2碳纤维简介 49

2.1.3碳纤维的分类与制备 50

2.1.4碳纤维材料的应用 63

2.2碳薄膜 64

2.2.1引言 64

2.2.2简介 64

2.2.3类金刚石薄膜 64

2.2.4CNx薄膜 71

2.2.5应用 76

参考文献 76

第3章 介孔碳与高分子材料 80

3.1介孔碳 80

3.1.1多孔材料 80

3.1.2介孔材料 80

3.1.3介孔碳材料 80

3.2介孔碳材料功能化与改性 82

3.2.1表面处理 82

3.2.2杂原子处理 83

3.2.3碳-无机纳米复合材料 83

3.2.4碳结构设计 83

3.3介孔碳材料的应用 84

3.3.1介孔碳材料应用于储能 84

3.3.2吸附 88

3.3.3催化剂载体或催化剂 92

3.4高分子材料 93

3.4.1高分子材料分类 93

3.4.2高分子材料的结构 93

3.4.3叠氮-炔点击化学 94

3.4.4聚合物纳米复合材料的制备 98

3.4.5纳米复合物的环境应用 99

3.5高分子材料的新兴应用 101

3.5.1可重构的曲面及其应用 101

3.5.2建模、仿真和理论 104

3.5.3未来发展方向 105

3.6导电聚合物 105

3.6.1合成方法 105

3.6.2CP纳米材料的研究进展 107

3.6.3CP纳米材料的应用 109

参考文献 110

第4章 碳纳米管 119

4.1碳纳米管概述 119

4.1.1碳纳米管发展史 119

4.1.2碳纳米管结构 119

4.1.3碳纳米管性能 120

4.2碳纳米管制备 121

4.2.1电弧放电法 121

4.2.2激光烧蚀法 123

4.2.3化学气相沉积法 124

4.3碳纳米管改性 125

4.3.1共价键法 125

4.3.2非共价键相互作用 133

4.3.3金属填充 136

4.3.4金属纳米粒子的修饰 137

4.4石墨烯纳米杂化材料 142

4.4.1石墨烯-CNT薄膜 142

4.4.2石墨烯-CNT三维杂化材料 143

4.5碳纳米管的应用 144

4.5.1碳纳米管在电能储存设备中的应用 144

4.5.2纳米管在光电器件中的应用 147

参考文献 150

第5章 石墨烯和石墨炔 162

5.1石墨烯 162

5.1.1引言 162

5.1.2石墨烯和氧化石墨烯的合成 162

5.1.3石墨烯和氧化石墨烯的非共价键功能化 168

5.1.4应用 180

5.2石墨炔 186

5.2.1引言 186

5.2.2石墨炔分类 186

5.2.3石墨炔的性质 188

5.2.4石墨炔的应用 190

参考文献 191

第6章 碳纳米材料在生物医学中的应用 202

6.1碳纳米管在生物医学中的应用 202

6.1.1引言 202

6.1.2功能化修饰 202

6.1.3生物医学应用 205

6.1.4碳纳米管的毒性 217

6.2石墨烯在生物医学中的应用 218

6.2.1引言 218

6.2.2功能化修饰 219

6.2.3生物医学应用 222

6.2.4毒性研究 236

参考文献 238