火焰中的碳纳米材料：从零维到一维和二维

　　目录前言第1章 绪论 11.1 引言 11.2 碳及碳纳米材料 21.2.1 碳的同素异形体 21.2.2 碳纳米材料的定义和分类 71.3 碳纳米材料的制备 91.3.1 零维碳纳米材料的制备 91.3.2 一维碳纳米材料的制备 121.3.3 二维碳纳米材料的制备 151.4 碳纳米材料的性能与应用 161.4.1 零维碳纳米材料的性能与应用 171.4.2 一维碳纳米材料的性能与应用 181.4.3 二维碳纳米材料的性能与应用 191.5 火焰法制备碳纳米材料及其特性 201.5.1 火焰法制备零维碳纳米材料及其特性 201.5.2 火焰法制备一维碳纳米材料及其特性 211.5.3 火焰法制备二维碳纳米材料及其特性 22参考文献 22第2章 火焰中的零维碳纳米材料 282.1 引言 282.2 火焰法制备炭黑颗粒 282.2.1 炭黑及其生产方式 282.2.2 火焰中生成炭黑的类型及特征 302.2.3 气体燃料燃烧生成炭黑的影响因素及机理 312.2.4 液体燃料燃烧生成炭黑的影响因素及机理 322.2.5 固体燃料燃烧生成炭黑的影响因素及机理 332.2.6 炭黑的应用 332.3 火焰法制备富勒烯 342.3.1 富勒烯及其制备方法 342.3.2 富勒烯的制备、分离和提纯 372.3.3 火焰法制备富勒烯的影响因素 382.3.4 火焰法制备富勒烯的机理 442.3.5 火焰法制备富勒烯的形貌特征 452.3.6 富勒烯的应用 492.4 火焰法制备金刚石 512.4.1 金刚石及其制备方法 512.4.2 火焰法制备金刚石及其影响因素 552.4.3 火焰中金刚石的生长机理 592.4.4 火焰法制备金刚石的形貌特征 602.4.5 纳米金刚石的性质 642.4.6 纳米金刚石的应用 67参考文献 69第3章 火焰法制备一维碳纳米材料及其生长机理 753.1 引言 753.2 关于碳纳米管和碳纳米纤维的定义 753.3 液体火焰的温度场特征 763.4 基板材料对一维碳纳米材料形貌和结构的影响 793.4.1 乙醇火焰法中含Ni基板上的燃烧产物 803.4.2 乙醇火焰法中含Fe基板上的燃烧产物 813.5 一维碳纳米材料的拉曼光谱表征 843.6 火焰法中一维碳纳米材料的生长机剖 86参考文献 88第4章 胺燃料火焰制备氮掺杂碳纳米管及其生长机理 924.1 引言 924.2 氮掺杂碳纳米管的研究现状与进展 934.2.1 氮掺杂碳纳米管的研究背景 934.2.2 氮掺杂碳纳米管的制备方法和结构特征 934.2.3 氮掺杂碳纳米管的生长机理 964.2.4 氮掺杂碳纳米材料的物性及其应用 974.3 胺燃料火焰法氮掺杂碳纳米管的制备 1004.4 不同胺燃料的火焰温度场特征 1024.5 火焰高度和燃烧时间对制备产物的影响 1044.6 不同胺燃料对氮掺杂碳纳米管形貌的影响 1064.7 “石墨型”为主的氮掺杂碳纳米管的结构特征 1074.8 “石墨型”为主的氮掺杂碳纳米管的形成机理 1104.9 氮掺杂碳纳米管中C三N键的形成机理 111参考文献 113第5章 火焰法制备螺旋碳纳米纤维及其生长机理 1175.1 引言 1175.2 螺旋碳纳米纤维的研究现状及进展 1185.2.1 螺旋碳纳米纤维的制备和生长机理 1185.2.2 螺旋碳纳米纤维的物性与应用 1195.3 螺旋碳纳米纤维的制备 1205.3.1 乙醇燃料和电镀Fe纳米晶 1205.3.2 液体胺燃料和涂覆Ni金属盐 1215.4 螺旋碳纳米纤维的形貌特征 1225.4.1 胺火焰中涂覆Ni金属盐法制备螺旋碳纳米纤维 1225.4.2 乙醇火焰中电镀Fe纳米晶薄膜表面生长的螺旋碳纳米纤维 1245.5 火焰法中螺旋碳纳米纤维的生长机理 125参考文献 127第6章 一维碳纳米材料的直径可控生长 1306.1 引言 1306.2 脉冲电沉积金属纳米晶薄膜技术简介 1306.2.1 脉冲电沉积技术制备金属纳米晶薄膜 1316.2.2 利用脉冲电沉积技术制备金属纳米晶薄膜的研究现状 1346.2.3 脉冲电沉积技术制备金属纳米晶薄膜的应用 1356.3 碳纳米管的直径可控制备及生长机理 1366.3.1 脉冲电沉积参数对金属Ni纳米晶薄膜晶粒度的影响 1376.3.2 脉冲电沉积参数对碳纳米管直径的影响 1426.3.3 碳纳米管的直径控制生长机制 1466.4 碳纳米纤维的直径可控制备及生长机理 1476.4.1 脉冲电沉积参数对金属Fe纳米晶薄膜晶粒度的影响 1476.4.2 脉冲电沉积参数对碳纳米纤维的直径的影响 1516.4.3 螺旋碳纳米纤维的制备 1556.4.4 碳纳米纤维的直径控制生长机制 157参考文献 158第7章 电场辅助下的一维碳纳米材料可控生长 1637.1 引言 1637.2 电场控制一维碳纳米材料生长的研究进展 1647.2.1 制备时无意引入电场 1647.2.2 制备时有意引入电场 1667.2.3 制备后的电场处理 1667.3 电场辅助对碳纳米管形态与结构的调控及其作用机理 1687.3.1 实验材料与方法 1687.3.2 电场诱导可控生长碳纳米管 1697.3.3 电场中碳纳米管可控生长的机理 1727.3.4 电场辅助碳纳米管的结构优化 1777.4 电场辅助碳纳米管可控生长过程的模拟计算 1797.4.1 计算基本模型的建立 1797.4.2 有限元模拟 1817.4.3 单根碳纳米管的受力分析 1817.4.4 两根碳纳米管的受力分析 1827.4.5 多根碳纳米管的受力分析 1837.4.6 多根碳纳米管在生长过程中的受力分析 1867.4.7 不同管径碳纳米管的受力分析 189参考文献 191第8章 大电场辅助下的一维碳纳米材料可控生长 1968.1 引言 1968.2 大电场对“实心”碳纳米纤维直径的调控及作用机理 1968.2.1 实验材料与方法 1978.2.2 电场强度与“实心”碳纳米纤维形貌及直径的关系 1988.2.3 电场调控“实心”碳纳米纤维直径的作用机理 2008.3 大电场诱导制备“一维奶牛乳房状微/纳米碳同质异构”阵列 2028.3.1 实验材料和方法 2038.3.2 “一维奶牛乳房状微/纳米碳同质异构结构”的特征 2048.3.3 “一维奶牛乳房状微/纳米碳同质异构结构”的影响因素 2068.3.4 “一维奶牛乳房状微/纳米碳同质异构结构”的生长机理 210参考文献 212第9章 磁场辅助下碳纳米管的可控生长 2159.1 引言 2159.2 磁场控制碳纳米管生长的研究进展 2169.2.1 制备前引入磁场 2169.2.2 制备时引入磁场 2169.2.3 制备后引入磁场 2179.3 实验材料与方法 2189.4 磁场对碳纳米管微观形貌的调控 2189.5 磁场对碳纳米管微结构及结晶的调控 2209.6 磁场调控碳纳米管的作用机理 222参考文献 225第10章 一种具有“有序-无序-有序-无序 ”周期性变化的同质异构碳纳米管 22710.1 引言 22710.2 碳基一维纳米异质结的研究现状与进展 22710.2.1 碳基一维纳米异质结的结构 22710.2.2 碳基一维纳米异质结的制备方法 22810.2.3 碳基一维纳米异质结的物理性质及其应用 23210.3 全碳基一维纳米同质异构结的研究现状与进展 23610.3.1 全碳基一维纳米同质异构结的制备 23610.3.2 全碳基一维纳米同质异构结的物理化学性质及其应用 23710.4 “有序-无序-有序-无序 ”周期性变化的同质异构碳纳米管的制备 23810.4.1 电场诱导碳纳米管的微结构转变 23810.4.2 电场控制周期性“同质异构”碳纳米管的生长与特征 24010.5 “有序-无序-有序-无序 ”周期性变化的同质异构碳纳米管酌生长机理 243参考文献 247第11章 碳纳米纤维微结构的高温转变 25211.1 引言 2521 1.2 一维碳纳米材料微结构高温转变的研究进展 25211.2.1 碳纳米管微结构的高温转变 25311.2.2 碳纳米纤维微结构的高温转变 25511.3 放电等离子体烧结(SPS)技术简介 25711.3.1 放电等离子体烧结(SPS)技术的发展 25711.3.2 放电等离子体烧结设备的基本结构 25711.3.3 放电等离子体烧结的原理 25811.3.4 放电等离子体烧结技术的应用 26111.4 实验材料与方法 26211.4.1 “实心”碳纳米纤维的制备 26211.4.2 碳纳米纤维的高温热处理 26311.5 非晶态“实心”碳纳米纤维微结构的高温转变 26511.5.1 高温热处理对非晶态“实心”碳纳米纤维微结构的影响 26511.5.2 非晶态“实心”碳纳米纤维微结构的高温转变机制 26911.6 -种具有“晶态一非晶态”变化特征的同质异构碳纳米纤维 27111.6.1 “晶态非晶态”同质异构碳纳米纤维的微结构特征 27111.6.2 “晶态非晶态”同质异构碳纳米纤维的形成机制 27411.6.3 单根“晶态非晶态”同质异构碳纳米纤维的电输运特性 27511.7 非晶态“实心”碳纳米纤维结构模型的模拟计算 27811.7.1 非晶态“实心”碳纳米纤维结构模型的逆向蒙特卡罗(RMC)法模拟 27911.7.2 模拟结果及讨论分析 28311.8 “晶态一非晶态”同质异构碳纳米纤维的整流机制 28611.8.1 “非晶态”碳的费米能级 28611.8.2 “晶态”碳和“非晶态”碳的接触 28811.8.3 “晶态非晶态”同质异构碳纳米纤维}V曲线的拟合 289参考文献 291第12章 无纠缠阵列碳纳米管的可控生长 30012.1 引言 30012.2 纳米晶催化剂颗粒的形貌特征 30112.3 直立无纠缠碳纳米管的制备 30412.4 直立无纠缠碳纳米管阵列的生长机理 308参考文献 309第13章 碳纳米管致密块材的制备及其物性特征 31213.1 引言 31213.2 原始碳纳米管粉体的显微结构特征 31213.3 碳纳米管致密块材的显

　　碳纳米材料是众多纳米材料中的乖要分支之一，其中碳纳米管被称为“纳米之王”，近20年来一直是国际上的研究热点。《火焰中的碳纳米材料：从零维到一维和二维》是依据作者课题组10多年来往碳纳米材料的火焰法制备、性能研究及应用方面的成果撰写而成的一《火焰中的碳纳米材料：从零维到一维和二维》。《火焰中的碳纳米材料：从零维到一维和二维》全面系统地介绍了火焰中生长零维碳纳米材料、一维碳纳米材料和二维碳纳米材料的方法、机理、性能以及应用等内容。第1章绪论中简要介绍了碳纳米材料的定义、分类、制备方法、性能与应用；第2章介绍火焰中生长零维碳纳米材料包括炭黑、富勒烯和金刚石的方法与特征；第3章至第22章重点介绍火焰中生长一维碳纳米材料的方法、机理、可控生长、性能与应用；第23章至第28章重点介绍火焰中生长石墨烯的方法、机理、性能等内容。