碳納米材料在電分析化學中的應用 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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饒紅紅，薛中華，盧小泉 著

圖書標籤:

• 碳納米材料
• 電分析化學
• 傳感器
• 電化學
• 納米材料
• 碳納米管
• 石墨烯
• 電極
• 分析化學
• 納米技術

齣版社： 化學工業齣版社

ISBN：9787122262196

版次：1

商品編碼：11900779

包裝：平裝

開本：16開

齣版時間：2016-04-01

用紙：膠版紙

頁數：274

字數：345000

正文語種：中文

編輯推薦

適讀人群 ： 《碳納米材料在電分析化學中的應用》適用於電分析化學工作者、碳納米材料科技人員等參考閱讀，也適用於高等院校相關專業教師、研究生以及本科生的參考書。
　　自碳納米縴維、碳納米管、介孔碳和石墨烯等碳納米材料問世以來，由於這些碳納米材料擁有的諸多特異物理和化學性能，被研究者迅速引入到化學修飾電極研究領域。各種性能迥異的碳納米材料修飾電極在環境、能源、傳感、生物、醫藥等領域展現齣瞭其特有的魅力
　　本書將多年來有關碳納米管、介孔碳和石墨烯等碳納米材料電分析化學相關的研究進行瞭較為係統地歸納、總結與分類。

內容簡介

　　《碳納米材料在電分析化學中的應用》介紹瞭碳納米縴維、碳納米管、介孔碳和石墨烯等碳納米材料在電分析化學領域的發展曆史、研究現狀及發展趨勢。係統地闡述瞭碳納米及其復閤材料的製備、錶徵及在電分析領域的新成就和前沿研究，重點介紹瞭碳納米材料修飾電極的基礎知識、基於碳納米材料的電化學分析方法和技術。對碳納米材料在生命電化學傳感分析、環境電化學傳感分析和藥物電化學傳感分析中的應用作瞭比較詳細的介紹。對基於碳納米材料的電化學分析方法及技術的研究現狀和發展趨勢也作瞭適當的介紹。
　　《碳納米材料在電分析化學中的應用》適用於電分析化學工作者、碳納米材料科技人員等參考閱讀，也適用於高等院校相關專業教師、研究生以及本科生的參考書。

目錄

第1章 引論1
1.1碳材料簡介1
1.1.1碳元素簡介2
1.1.2傳統碳材料3
1.1.3納米碳材料6
1.2碳納米材料的分類14
1.2.1碳納米材料的定義14
1.2.2碳納米材料的分類14
1.2.3碳納米復閤材料17
1.3碳納米材料的性能24
1.3.1碳納米材料納米效應24
1.3.2碳納米材料物理特性25
1.3.3碳納米材料電學特性25
1.3.4碳納米材料化學特性26
1.4碳納米材料的電化學應用27
1.4.1碳納米材料在電化學儲氫、儲鋰中的應用27
1.4.2碳納米材料在燃料電池中的應用28
1.4.3碳納米材料在超級電容器中的應用29
1.4.4碳納米材料在電化學及生物傳感中的應用29
1.5電化學傳感技術與碳納米材料的發展31
1.5.1電化學及生物傳感技術研究現狀31
1.5.2碳納米材料與電化學傳感技術的發展方嚮32
參考文獻34
第2章 碳納米材料的製備38
2.1活性炭製備38
2.1.1製備原料38
2.1.2物理活化法39
2.1.3化學活化法39
2.1.4化學物理活化法39
2.1.5其它活化製備方法40
2.2碳納米縴維的製備40
2.2.1化學氣相沉積法40
2.2.2固相閤成法42
2.2.3靜電紡絲法42
2.2.4生物製備法43
2.3碳納米管製備43
2.3.1電弧放電法43
2.3.2激光蒸發法44
2.3.3化學氣相沉積法45
2.3.4聚閤物熱解法46
2.3.5其它製備方法47
2.4介孔碳製備47
2.4.1金屬催化活化法48
2.4.2有機凝膠炭化法48
2.4.3模闆法49
2.5石墨烯製備53
2.5.1機械剝離法55
2.5.2化學剝離法58
2.5.3外延生長法59
2.5.4氧化石墨還原法60
2.5.5溶劑熱法62
2.5.6有機閤成法63
2.5.7碳納米管轉化法64
參考文獻65
第3章 碳納米材料的復閤及功能化68
3.1功能化碳納米材料的類型68
3.1.1功能化碳納米材料的起源68
3.1.2功能化碳納米材料的分類69
3.1.3功能化碳納米材料的結構70
3.2碳納米材料的功能化方法74
3.2.1非共價功能化74
3.2.2共價功能化78
3.2.3摻雜功能化81
3.2.4其它功能化方法83
3.3功能化碳納米材料的性能84
3.3.1功能化碳納米材料的力學性能84
3.3.2功能化碳納米材料的電學性能84
3.3.3功能化碳納米材料的熱學性能85
3.3.4功能化碳納米材料的光學性能86
3.4碳納米復閤材料的分類87
3.4.1碳納米/聚閤物復閤材料87
3.4.2碳納米/其它納米粒子復閤材料88
3.4.3碳納米/有機小分子復閤材料90
3.4.4多維碳納米復閤材料91
3.5碳納米復閤材料的製備92
3.5.1溶液共混法92
3.5.2熔融共混法92
3.5.3原位聚閤法93
3.5.4原位生長法94
3.5.5層層組裝法96
3.6碳納米復閤材料的應用97
3.6.1傳感分析97
3.6.2儲能材料98
3.6.3生物醫藥100
3.6.4催化領域102
3.6.5吸附材料103
3.6.6其它應用104
參考文獻105
第4章 碳納米材料的錶徵111
4.1碳納米材料錶徵分析的意義111
4.1.1碳納米材料錶徵的重要性111
4.1.2碳納米材料錶徵的特點114
4.1.3碳納米材料錶徵的內容116
4.2碳納米材料錶徵分析方法分類118
4.2.1碳納米材料形貌分析118
4.2.2碳納米材料成分分析119
4.2.3碳納米材料結構分析120
4.2.4碳納米材料價鍵分析121
4.2.5碳納米材料錶麵分析121
4.3碳納米材料形貌分析技術121
4.3.1掃描電子顯微鏡（SEM）121
4.3.2透射電子顯微鏡（TEM）123
4.3.3掃描隧道顯微鏡（STM）124
4.3.4原子力顯微鏡（AFM）126
4.4碳納米材料成分分析技術127
4.4.1X射綫能譜基本原理127
4.4.2X射綫能譜測試過程128
4.4.3X射綫能譜錶徵應用128
4.5碳納米材料結構分析技術129
4.5.1X射綫衍射法基本原理129
4.5.2X射綫衍射法測試過程130
4.5.3X射綫衍射法錶徵應用131
4.6碳納米材料價鍵分析技術134
4.6.1紅外光譜錶徵技術134
4.6.2拉曼光譜錶徵技術137
4.7碳納米材料錶麵分析技術140
4.7.1X射綫光電子能譜基本原理140
4.7.2電子能譜測試過程140
4.7.3電子能譜錶徵應用141
4.8碳納米材料物理性能分析技術143
4.8.1紫外�部杉�光譜分析143
4.8.2比錶麵積及孔隙結構分析145
4.8.3磁學性質分析147
4.8.4光學性質分析148
4.8.5電容性能分析148
參考文獻150
第5章 碳納米材料修飾電極153
5.1碳納米材料修飾電極的特點153
5.1.1碳納米材料修飾電極的電催化特點154
5.1.2碳納米材料修飾電極的電催化類型155
5.2碳納米材料修飾電極分類156
5.2.1碳納米管修飾電極156
5.2.2介孔碳修飾電極157
5.2.3石墨烯修飾電極158
5.2.4碳納米復閤材料修飾電極158
5.3碳納米材料修飾電極製備159
5.3.1塗布法160
5.3.2組閤法160
5.3.3共價鍵閤法161
5.3.4聚閤物薄膜法161
5.3.5吸附法161
5.4碳納米材料修飾電極錶徵162
5.4.1電子顯微錶徵技術162
5.4.2光譜錶徵技術163
5.4.3電化學錶徵技術166
5.4.4其它錶徵技術167
5.5碳納米材料修飾電極研究現狀168
5.5.1本徵碳納米材料修飾電極169
5.5.2碳納米/無機復閤材料修飾電極170
5.5.3碳納米/有機復閤材料修飾電極172
5.5.4碳納米/無機�燦謝�復閤材料修飾電極175
5.6碳納米材料修飾電極發展方嚮177
5.6.1碳納米材料的化學修飾178
5.6.2碳納米材料的化學摻雜178
5.6.3碳納米材料的錶麵功能化179
5.6.4碳納米材料的潛在應用180
參考文獻181
第6章 碳納米材料在生命電分析化學中的應用186
6.1電化學生物傳感器簡介186
6.1.1電化學生物傳感的基本原理186
6.1.2電化學生物傳感的主要方法187
6.1.3電化學生物傳感的研究任務188
6.1.4電化學生物傳感的發展趨勢188
6.2碳納米材料的生物傳感功能189
6.2.1電子傳輸作用189
6.2.2界麵電催化作用189
6.2.3修飾物的固定作用190
6.2.4選擇性作用190
6.3電化學生物傳感的研究對象191
6.3.1生物小分子191
6.3.2神經遞質192
6.3.3蛋白質192
6.3.4核酸194
6.3.5細胞195
6.4基於碳納米縴維的生命電分析化學196
6.4.1生物小分子196
6.4.2神經遞質197
6.4.3蛋白質197
6.4.4核酸198
6.4.5細胞199
6.5基於碳納米管的生命電分析化學199
6.5.1生物小分子199
6.5.2神經遞質200
6.5.3蛋白質200
6.5.4核酸203
6.5.5細胞204
6.6基於介孔碳的生命電分析化學205
6.6.1生物小分子205
6.6.2神經遞質206
6.6.3蛋白質206
6.6.4核酸207
6.6.5細胞208
6.7基於石墨烯的生命電分析化學208
6.7.1生物小分子208
6.7.2神經遞質209
6.7.3蛋白質210
6.7.4核酸211
6.7.5細胞212
參考文獻213
第7章 碳納米材料在環境電分析化學中的應用218
7.1環境電分析化學簡介218
7.1.1環境電分析化學基本原理219
7.1.2環境電分析化學研究方法220
7.1.3環境電分析化學研究任務221
7.1.4環境電分析化學發展趨勢222
7.2碳納米材料的環境分析功能223
7.2.1電子傳輸作用223
7.2.2電催化作用224
7.2.3穩定性作用225
7.2.4選擇性作用226
7.3環境電分析化學研究對象226
7.3.1重金屬離子227
7.3.2無機陰離子228
7.3.3有機汙染物229
7.3.4其它典型汙染物231
7.4基於碳納米管的環境電分析化學232
7.4.1重金屬離子232
7.4.2無機陰離子233
7.4.3有機汙染物234
7.4.4其它典型汙染物235
7.5基於介孔碳的環境電分析化學237
7.5.1重金屬離子237
7.5.2無機陰離子237
7.5.3有機汙染物238
7.5.4其它典型汙染物239
7.6基於石墨烯的環境電分析化學240
7.6.1重金屬離子240
7.6.2無機陰離子241
7.6.3有機汙染物242
7.6.4其它典型汙染物244
參考文獻245
第8章 碳納米材料在藥物電分析化學中的應用248
8.1藥物電分析化學簡介248
8.1.1藥物電分析化學基本原理249
8.1.2藥物電分析化學研究方法250
8.1.3藥物電分析化學研究任務251
8.1.4藥物電分析化學發展趨勢252
8.2碳納米材料的藥物分析功能253
8.2.1電子傳輸作用253
8.2.2電催化作用254
8.2.3穩定性作用255
8.2.4選擇性作用255
8.3藥物電分析化學研究對象256
8.3.1抗生素類藥物257
8.3.2抗病毒類藥物258
8.3.3鎮痛類藥物258
8.3.4激素類藥物259
8.4基於碳納米管的藥物電分析化學260
8.4.1抗生素類藥物260
8.4.2抗病毒類藥物261
8.4.3鎮痛類藥物262
8.4.4激素類藥物263
8.5基於介孔碳的藥物電分析化學264
8.5.1抗生素類藥物264
8.5.2抗病毒類藥物265
8.5.3鎮痛類藥物266
8.5.4激素類藥物266
8.6基於石墨烯的藥物電分析化學267
8.6.1抗生素類藥物267
8.6.2抗病毒類藥物268
8.6.3鎮痛類藥物269
8.6.4激素類藥物270
參考文獻272

前言/序言

材料科學前沿：高熵閤金的結構、性能與設計 內容簡介： 本書係統深入地探討瞭高熵閤金（High-Entropy Alloys, HEAs）這一材料科學領域新興且極具潛力的分支。高熵閤金的核心特徵在於其組元中至少有五種以上元素以接近等摩爾比或顯著比例存在，從而打破瞭傳統閤金設計中主副元素的概念，帶來瞭前所未有的結構復雜性、獨特的微觀結構演變規律以及一係列超常的物理和化學性能。 本書內容結構嚴謹，從基礎理論到前沿應用，層層遞進，旨在為材料學、冶金學、物理化學以及相關工程領域的科研人員、工程師和高年級學生提供一本全麵且深入的參考著作。 第一部分：高熵閤金的基礎理論與組成原理 本部分聚焦於奠定高熵閤金理解基礎的理論框架。 第一章：高熵閤金的定義與曆史沿革 詳細闡述瞭高熵閤金區彆於傳統多元閤金的本質特徵，追溯瞭自20世紀50年代初期概念提齣以來，該領域的發展曆程和關鍵裏程碑。重點討論瞭“高熵效應”的物理內涵，包括混閤熵（Mixing Entropy）對熱力學穩定性的貢獻，並引入瞭其他關鍵的非理想效應，如：晶格畸變效應（Lattice Distortion Effect）、遲滯效應（Sluggish Diffusion Effect）和隧道效應（Cocktail Effect）。 第二章：熱力學與相穩定性預測 深入剖析瞭高熵閤金的相圖設計原理。闡述瞭如何利用熱力學參數，特彆是混閤焓（$Delta H_{mix}$）、混閤熵（$Delta S_{mix}$）以及極化率（$Omega$）和$delta$參數，來預測高熵閤金的宏觀相結構（如單相固溶體、雙相或多相結構）。詳細介紹瞭CALPHAD（計算相圖）方法在復雜高熵閤金體係中的應用，包括如何構建和優化高熵閤金的亞係和微係數據庫。 第三章：微觀結構演變與晶體學 探討瞭高熵閤金中原子排列的復雜性。重點分析瞭高熵閤金晶體結構的多樣性，包括麵心立方（FCC）、體心立方（BCC）以及六方密堆積（HCP）結構，以及它們在不同溫度和成分下的相變行為。討論瞭在極端條件下（如高壓、高溫）晶格缺陷（位錯、空位團簇）的特殊行為，以及局部有序結構（Short-Range Order, SRO）和長程有序結構（Long-Range Order, LRO）的形成機製。 第二部分：關鍵性能與結構-性能關係 本部分深入剖析瞭高熵閤金所展現齣的獨特性能，並揭示瞭這些性能與其復雜微觀結構之間的內在聯係。 第四章：力學性能：強度、韌性與抗疲勞性 詳細分析瞭高熵閤金在室溫及高溫下的力學響應。闡述瞭高熵閤金如何實現強度與韌性的協同提升——“不可能三角”的突破。重點討論瞭高熵閤金的加工硬化機製，包括孿晶誘導塑性（TWIP）和應變誘導相變（TRIP）在高熵體係中的新錶現。對高溫蠕變、斷裂韌性以及長期服役下的疲勞行為進行瞭深入評估。 第五章：熱學性能與導電性 研究瞭高熵閤金的熱導率和電學性能。解釋瞭遲滯擴散效應如何影響電子和原子的傳輸過程，導緻其電導率和熱導率通常低於傳統金屬。探討瞭在不同化學組分下，閤金的電阻率隨溫度變化的規律，以及局部無序對電子散射截麵的影響。 第六章：耐腐蝕性與錶麵工程 聚焦於高熵閤金在苛刻環境下的應用潛力。分析瞭高熵閤金中多種組分協同作用如何促進穩定、緻密氧化層的形成，從而顯著提高其抗氧化性、抗硫化性和耐酸堿腐蝕性能。介紹瞭通過錶麵改性技術（如激光熔覆、熱噴塗）在閤金錶麵構建高性能保護塗層的策略。 第三部分：前沿製備技術與功能化應用 本部分側重於將理論和性能轉化為實際産品的製備工藝和應用探索。 第七章：先進的製備工藝 係統介紹瞭製備高熵閤金的各種先進方法。除瞭傳統的鑄造法（如電弧熔煉、真空感應熔煉），重點介紹瞭粉末冶金法（如高能球磨、放電等離子燒結/SPS）、增材製造技術（如選區激光熔化/SLM、電子束熔煉/EBM）在高熵閤金製備中的優勢與挑戰。特彆討論瞭快速凝固技術（如熔紡）對形成非平衡相的控製作用。 第八章：高熵閤金在極端環境下的應用 探討瞭高熵閤金在航空航天、核能和能源領域的具體應用案例。包括作為高性能渦輪葉片材料、抗輻照結構材料以及高溫熱交換器部件的潛力分析。討論瞭如何根據特定應用需求，通過成分調控實現特定功能化（如磁性、催化性）。 第九章：功能化高熵閤金與新興研究方嚮 展望瞭高熵閤金領域的最新研究熱點。包括： 1. 高熵功能材料： 探索具有特定磁性、電學或催化活性的高熵氧化物、高熵金屬間化閤物。 2. 多孔/梯度高熵結構： 利用新型製備技術構建具有梯度成分或多孔結構的先進材料，以實現多功能集成。 3. 計算模擬： 密度泛函理論（DFT）和分子動力學模擬在高熵閤金中預測原子擴散和缺陷行為的應用。 總結與展望： 本書最後總結瞭高熵閤金領域當前麵臨的主要挑戰，如成分設計的“組閤爆炸”問題、熱力學數據缺乏以及對微觀結構演變機理的深入理解不足。同時，對未來高熵閤金在能源存儲、生物醫用材料等交叉學科的應用前景進行瞭展望，強調瞭跨學科閤作在推動該領域持續發展中的重要性。 本書圖文並茂，包含大量結構錶徵數據、性能麯綫和相圖示例，是理解和應用高熵閤金技術的必備參考書。

評分☆☆☆☆☆

剛拿到這本書，我第一印象是它傳遞齣一種嚴謹而又不失活力的科研氛圍。我是一名在校的大學生，對化學和材料科學都有著濃厚的興趣，一直想找一本能夠係統介紹前沿材料應用的讀物。這本書正好滿足瞭我的需求。它不僅僅是羅列數據和公式，更多的是在探討碳納米材料的獨特性能是如何被巧妙地轉化為電分析化學中的強大工具的。我特彆喜歡書中那些對具體實驗設計和結果分析的詳細描述，這讓我覺得我不是在被動地接受信息，而是在參與到科學探索的過程中。書中列舉的很多應用，比如在環境監測、食品安全檢測、生物醫藥等領域的突破，都讓我感到非常振奮，也讓我看到瞭未來科技發展的無限可能。這本書的語言風格也比較平實，沒有過多的華麗辭藻，但字裏行間都透露著作者對這個領域的深刻理解和熱情。我經常會一邊閱讀，一邊在腦海中勾勒齣相關的實驗場景，這種學習方式讓我覺得非常有趣。

評分☆☆☆☆☆

這是一本充滿瞭奇思妙想的書，它將我們熟悉的碳元素，通過納米技術的精巧設計，賦予瞭前所未有的功能。我是一個對科技發展充滿好奇心的普通讀者，平時喜歡瞭解一些能夠改變我們生活的新技術。這本書讓我對“納米”這個概念有瞭更深層次的認識。它不再是科幻小說裏的遙不可及的幻想，而是真實存在於實驗室，並正在解決實際問題的強大技術。書裏對碳納米管、石墨烯等材料的各種奇特形狀和結構的介紹，就像是在描述一個微觀的奇幻世界。更重要的是，它解釋瞭這些微觀世界的特性是如何被轉化為宏觀的實際應用的。尤其是在電分析化學這個專業領域，通過這些納米材料，我們能實現對微量物質的超靈敏檢測，這對於疾病的早期診斷、環境汙染的精準追蹤都意義重大。這本書的視角非常獨特，它不僅展示瞭科學的嚴謹，也充滿瞭科學傢的想象力，讓人讀起來充滿愉悅感。

評分☆☆☆☆☆

這本書給我帶來的最大感受是，它不是一本簡單的科普讀物，也不是一本艱澀的學術專著，而是在兩者之間找到瞭一個非常好的平衡點。我是一位對科學研究有初步瞭解的行業從業者，平時關注新興技術的發展動嚮。這本書在介紹碳納米材料的同時，並沒有迴避其在電分析化學應用中遇到的挑戰和難題，比如穩定性、可控製備等問題，並對解決這些問題提齣瞭相關的研究方嚮。這讓我覺得這本書的內容非常充實，具有很高的前瞻性。它不僅僅是告訴我們“是什麼”，更重要的是在探討“為什麼”和“怎麼做”。書中對一些關鍵技術原理的解析，雖然專業性較強，但通過作者的梳理，能夠幫助讀者建立起一個清晰的知識框架。而且，書中提到的許多應用案例，都基於最新的研究成果，這讓我能及時瞭解到這個領域的研究前沿。總體來說，這本書為我提供瞭一個瞭解碳納米材料在電分析化學領域發展的係統性平颱。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計倒是挺吸引人的，深邃的藍色背景上，用銀色的綫條勾勒齣復雜精巧的碳納米管結構，讓人一眼就能聯想到科學的神秘與力量。我平時對新材料的應用一直很感興趣，尤其是一些能帶來顛覆性改變的科技。翻開書的目錄，看到“碳納米材料”這個詞，我就知道這肯定是一本能拓展我視野的書。雖然我不是化學專業的，但書裏對材料基本性質的介紹，比如它獨特的導電性、巨大的比錶麵積以及優異的機械性能，都描述得相當清晰易懂，讓我這個門外漢也能初步領略到它的魅力。書中提到的“電分析化學”這個領域，聽起來就充滿瞭應用前景，我很好奇這些小小的碳納米材料究竟是如何在其中發揮作用的，會帶來哪些前所未有的檢測靈敏度和選擇性。這本書的裝幀也很精美，紙張的質感很好，閱讀起來非常舒適，就算是在午後陽光下翻閱，也不會有刺眼的感覺。我期待著能通過這本書，瞭解碳納米材料在分析檢測方麵的最新進展，也許還能發現一些未來科技發展的綫索。

評分☆☆☆☆☆

不得不說，這套書的編輯功力相當深厚。我本身是做相關領域研究的，平常閱讀大量的英文文獻，偶爾也會接觸到一些國內的學術專著。這本書在內容的組織上，邏輯性非常強，從碳納米材料的製備方法，到其在不同電化學傳感器中的構建策略，再到具體的應用案例，層層遞進，清晰明瞭。作者們在引用文獻的時候，也非常嚴謹，每一處引述都標明瞭齣處，這對於做研究的人來說，是非常寶貴的。我特彆欣賞書中對一些復雜原理的闡釋，雖然涉及到量子力學和錶麵化學等專業知識，但作者們通過生動的比喻和圖示，將抽象的概念具象化，使得即便是初學者也能有所理解。書中對於材料改性、錶麵修飾等關鍵技術的講解，也相當詳盡，為我提供瞭一些新的思路。我嘗試著按照書中的一些描述，思考如何優化我的實驗方案，發現確實能找到一些突破口。總而言之，這本書的學術價值很高，對於希望深入瞭解碳納米材料在電分析化學領域應用的科研人員來說，絕對是一本不可多得的參考書。