一维碳纳米材料及其复合结构(大连理工大学博士文库) 9787568502177 大连理工大 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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王治宇 著

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• 碳纳米材料
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• 材料科学
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出版社： 大连理工大学出版社

ISBN：9787568502177

商品编码：29637476733

包装：平装

出版时间：2016-03-01

基本信息

书名：一维碳纳米材料及其复合结构(大连理工大学博士文库)

定价：45.00元

作者：王治宇

出版社：大连理工大学出版社

出版日期：2016-03-01

ISBN：9787568502177

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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内容提要

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王治宇编写的《一维碳纳米材料及其复合结构》以廉价碳源——煤炭为原料，采用等离子电弧放电法较系统地开展了煤基纳米炭素材料的制备研究，成功制备得到了富勒烯和多种结构形态的碳纳米管；研究了煤基纳米炭材料的微观形貌及其生长机理，同时探讨了在催化剂和等离子体电弧辅助条件下热解烃类气体，以煤基炭棒为基体制备微米炭材料的技术途径。

目录

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1 碳纳米管
1.1 碳纳米管的发现
1.2 碳纳米管的结构和分类
1.3 碳纳米管的制备方法
1.3.1 电弧放电法
1.3.2 激光蒸发法
1.3.3 化学气相沉积法
1.4 煤基碳纳米管
1.4.1 煤基碳纳米管的制备
1.4.2 煤基多壁碳纳米管
1.4.3 煤基分枝碳纳米管
1.4.4 煤基双壁碳纳米管
2 一维纳米电缆复合结构
2.1 碳纳米管的填充
2.1.1 碳纳米管的毛细管作用填充
2.1.2 碳纳米管的原位填充
2.1.3 其他填充方法
2.1.4 碳纳米管填充技术应用
2.2 基于碳纳米管的一维纳米电缆复合结构
2.2.1 铜／碳纳米管纳米电缆
2.2.2 稀土氟化物／碳纳米管纳米电缆
2.2.3 过渡金属／碳纳米管纳米电缆
3 纳米电缆结构的低温合成
参考文献

作者介绍

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文摘

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序言

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先进材料的边界探索：新型纳米复合结构研究进展 一、 引言：迈向功能化的材料新纪元 当代材料科学正经历一场深刻的变革，其核心驱动力在于对物质在纳米尺度下特性的深入理解和精准调控。尤其是在构建具有特定功能的高性能复合材料方面，传统的单组分材料体系已难以满足日益严苛的应用需求。本卷聚焦于一系列超越传统一维碳基材料固有局限性的新型复合结构，这些结构通过巧妙地集成不同相态的物质，实现了协同增强效应，并在电子学、能源存储、催化等多个前沿领域展现出巨大的应用潜力。我们关注的重点在于如何通过精确的界面工程和构筑策略，将分散的纳米单元（如量子点、金属氧化物、聚合物基质等）与特定的结构支撑体结合，从而创造出具有宏观可操作性和优异性能的新型功能复合体。 二、 异质结与界面工程：性能倍增的关键 复合材料的性能往往不简单是各组分性能的线性叠加，而是通过界面处的相互作用产生“涌现”效应。本专题深入探讨了构建异质结在提升材料性能中的核心作用。 2.1 半导体量子点/无机骨架的能量传输机制 在光电转换领域，将尺寸可调的半导体量子点（如钙钛矿量子点、硒化镉量子点）锚定于高比表面积的无机骨架（如介孔二氧化硅、石墨烯衍生物）上，是提高光捕获效率和电荷分离效率的关键。本部分将详细分析以下几个方面： 能级匹配与载流子动力学： 探讨不同量子点与骨架材料之间的费米能级差异如何影响载流子的注入、传输和界面复合速率。研究表明，通过精准控制界面处的化学键合或范德华作用力，可以有效抑制非辐射复合，延长载流子寿命。 多重光致发光与上转换/下转换： 深入研究复合结构在多光子过程中的行为。例如，利用特定配体的修饰，实现双光子吸收或三重激发态湮灭，从而拓展材料在生物成像和高效太阳能采集中的应用范围。 骨架的形貌控制： 讨论介孔结构（如KIT-6, SBA-15）的孔径分布和表面化学性质如何影响量子点的尺寸均匀性和负载量，以及这对最终器件的稳定性和发光效率的决定性影响。 2.2 金属/氧化物复合催化剂的活性位点调控 在多相催化领域，如何最大限度地暴露高活性的金属纳米颗粒（如Pt, Pd, Au）的边缘和角位点，同时保持其长期稳定性，是技术难题。 氧化物载体的锚定效应： 分析诸如TiO2、CeO2或氮化碳（g-C3N4）等氧化物载体表面缺陷位点对贵金属纳米粒子的强力锚定作用，防止烧结和团聚。特别关注氧空位在活化金属颗粒和稳定氧化还原循环中的关键角色。 电子态的协同调控： 研究金属与氧化物界面处产生的电子转移效应。这种电荷转移会改变金属的d带中心位置，从而精细调节吸附物种的活化能垒，实现对目标反应（如氧还原反应ORR、二氧化碳还原CO2RR）的选择性催化。 双金属或合金化策略： 探讨通过引入第二金属（如Pt-Ni合金），在不牺牲催化活性的前提下，降低贵金属使用量，并利用合金效应优化反应中间产物的吸附强度。 三、 聚合物与无机纳米片集成：提升机械与电学性能 将二维纳米片（如石墨烯、二硫化钼MoS2）或纳米管嵌入高分子基质中，是开发轻质、高强、多功能结构材料的重要途径。 3.1 界面粘接与导电网络构建 纳米片的分散性挑战： 详细阐述了表面功能化技术（如氧化、插层、表面接枝聚合物链）如何解决纳米片在非极性或弱极性聚合物中的团聚问题，确保形成均匀的贯穿性导电网络。 增强层状结构间的剪切力： 在机械性能方面，研究聚焦于如何利用化学偶联剂或物理缠绕机制，强化聚合物链与纳米片层之间的界面剪切强度，从而有效传递外部载荷，提高复合材料的拉伸模量和韧性。 介电性能的优化： 对于电容器应用，研究了如何利用高介电常数的纳米片（如类石墨烯氧化物）与低介电损耗的聚合物（如PVDF）复合，以实现高体积能量密度和低漏电流的平衡。 3.2 智能响应性复合水凝胶 近年来，基于复合结构的智能水凝胶在药物缓释和软体机器人领域受到关注。 交联网络的形成： 探讨了如何利用具有特定官能团的纳米颗粒（如磁性氧化铁纳米颗粒、碳纳米纤维）作为物理或化学交联点，构建具有自修复能力或外部刺激响应性的水凝胶骨架。 磁响应与药物递送： 详细分析了磁性纳米复合水凝胶在交变磁场下产生的局部热效应或形变，如何用于靶向触发药物的释放，并评估了释放动力学模型。 四、 结构设计与表征前沿技术 实现上述高性能复合结构依赖于先进的合成手段和精确的表征技术。 4.1 可控的自组装与模板法 介绍利用溶剂热法、电化学沉积法以及模板辅助自组装技术，实现对纳米单元尺寸、形貌和空间排布的精确控制。特别是对于空心结构、核壳结构等复杂形貌的制备流程和关键参数的筛选。 4.2 界面结构的表征挑战 强调了高分辨透射电子显微镜（HRTEM）、同步辐射X射线吸收谱（XAS）以及二维核磁共振（2D NMR）在解析纳米异质结界面结构和电子态信息中的不可替代性。这些技术是理解“结构-性能”关系的基础。 五、 结论与展望 本卷展示的先进复合结构代表了材料科学向功能集成化、性能定制化发展的方向。未来的研究将更侧重于利用计算模拟辅助设计（如密度泛函理论DFT），预测界面相互作用，指导实验合成。同时，向更可持续、环境友好的合成路线（如水相合成、低温处理）以及大规模、低成本制备工艺的转化，将是推动这些前沿材料走向实际应用的关键。

评分☆☆☆☆☆

阅读过程中，我几次停下来，合上书本，仔细回味作者在某些关键概念上所做的类比。这些类比非常巧妙，它们来自于日常生活或者其他看似不相关的学科领域，但被用来解释复杂的纳米尺度现象时，却能产生奇特的共鸣效果，极大地降低了理解的门槛。比如，他对某种结构缺陷的描述，竟然引用了关于宏观材料疲劳的经典例子，一下子就让人抓住了问题的本质。这种跨学科的思维碰撞，体现了作者广博的学识背景。这种非传统的解释方法，使得原本可能枯燥晦涩的物理和化学过程，变得生动有趣，极大地提升了阅读的参与感，让我感觉自己不是在被动地接收信息，而是在与作者进行一场高水平的、充满启发性的思维对话，这种阅读体验是相当愉悦且高效的。

评分☆☆☆☆☆

这本书在案例分析和实验方法的描述上，简直可以用“庖丁解牛”来形容其精妙。它没有停留在理论的空中楼阁，而是将大量的篇幅投入到实际操作的细节之中。我发现，作者在描述一些关键的合成步骤时，甚至详细到了温度控制的精确范围和时间控制的微小差异可能带来的结果影响，这种对细节的执着，对于那些试图复现实验或进行方法学改进的同行来说，其价值不言而喻。更难得的是，作者在呈现这些案例时，还巧妙地引入了一些“反思性”的讨论，比如为什么在某种特定条件下，一种方法优于另一种，这些深入的比较分析，远超出一本标准教科书的范畴，更像是一本经验丰富的导师在手把手地传授“做科研”的智慧，而非仅仅是“学知识”。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧设计着实吸引人，硬壳封面带着一种沉稳的历史感，米白色的纸张散发着淡淡的油墨香，让人一上手就觉得分量十足。我特别喜欢那种老派的排版，字体和字号的搭配恰到好处，阅读起来既不觉拥挤，也不会因为留白过多而分散注意力。尤其是一些关键的公式和图表部分，印刷得极其清晰，即便是那些复杂的晶格结构图，也能看得一清二楚，这对于需要精细观察的读者来说简直是福音。书脊上的烫金字体在灯光下微微闪烁，透露出一种低调的精致，完全符合大部头学术专著应有的庄重感。翻阅的时候，装订的牢固度也让人放心，完全不用担心书页会松脱，这对于经常需要频繁查阅特定章节的科研人员来说，是一个非常重要的体验细节。总而言之，从物理实体上讲，这本书的制作工艺水准非常高，完全体现了出版社对学术出版物质量的坚持，单是看着它摆在书架上，就觉得自己的知识储备也因此提升了几分格调。

评分☆☆☆☆☆

初读这本书的导论部分，我最大的感受是作者的行文风格极其严谨而又不失逻辑的流畅性。他似乎非常擅长将一个宏大而复杂的学科背景，通过层层递进的方式，巧妙地梳理得井井有条，让人感觉即便是初涉此领域的读者，也能迅速抓住核心脉络。作者对术语的界定非常精确，没有使用那种故弄玄虚的晦涩语言，而是用最直白的科学表达方式来阐述复杂的概念，这一点让我印象深刻。在章节过渡时，那种“承上启下”的处理艺术达到了极高的水准，你几乎不会在阅读中遇到思维的断裂感，总是能自然而然地被引导到下一个知识点上。我尤其欣赏作者在提出论点时所展现出的那种审慎态度，他很少使用绝对化的词汇，而是倾向于用数据和实验现象来支撑结论，这种基于实证的写作态度，极大地增强了文本的说服力和可信度。

评分☆☆☆☆☆

这本书的理论框架构建得非常扎实，它显然是建立在一代代科学积累之上的，但作者的贡献在于他成功地引入了一种前瞻性的视角。他并没有仅仅停留在对现有成果的梳理和总结，而是清晰地勾勒出了未来几年内该领域可能出现的主要挑战和研究方向。我特别留意了他在讨论某些新兴技术应用时的措辞，那种既充满希望又不失理性的探讨，让人对这个领域的发展前景充满了信心。这本书的深度足以让资深专家进行深入思考，同时其结构又足够清晰，能引导初级研究人员快速建立起完整的知识体系，这种跨越不同经验层次的适用性，是很多专业书籍难以企及的优点。它更像是一张导航图，标明了已知大陆的边界，同时也清楚地指示了“此后是海”的区域。