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

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王治宇 著

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出版社： 大连理工大学出版社

ISBN：9787568502177

商品编码：29655723762

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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现代材料科学前沿探索：功能化纳米结构与复合体系研究 本书旨在深入探讨面向特定应用需求的高性能功能化纳米材料及其复合体系的制备、结构调控与性能表征，侧重于非碳基纳米材料的最新进展和多尺度协同效应的机制解析。 --- 第一章：先进无机纳米晶体的精确合成与结构控制 本章聚焦于非碳基无机纳米晶体，如金属氧化物、半导体量子点以及钙钛矿纳米结构，在尺寸、形貌和表面化学方面的精确调控技术。 1.1 溶液法合成的高性能金属氧化物纳米颗粒 详细阐述了溶剂热法、微乳液法在控制氧化锌（ZnO）、二氧化钛（TiO₂）等关键氧化物纳米晶体粒径分布和晶相纯度方面的最新进展。重点讨论了表面活性剂和配位体的引入如何影响晶核的形成速率和后续的生长机制，以实现特定高能晶面的暴露，从而优化其催化或光电性能。分析了超快成核与缓慢生长过程的动力学模型。 1.2 量子限制效应的半导体纳米点 深入探讨了硒化镉（CdSe）、硫化铅（PbS）等II-VI族半导体量子点的热力学与动力学合成路径。着重分析了核壳结构（如CdSe/ZnS）的界面工程，阐明了通过精确控制壳层厚度来抑制俄歇复合、提高荧光量子产率（PLQY）的物理机制。此外，对无毒（InP基）量子点的合成瓶颈与前沿解决方案进行了详尽的讨论。 1.3 钙钛矿纳米晶的稳定性与界面钝化 本章对有机-无无机杂化钙钛矿（如MAPbI₃）纳米晶的溶液生长进行了系统梳理。重点解析了通过表面配体工程，如使用长链胺或有机酸进行界面钝化，以有效抑制离子迁移和水分侵蚀的策略。讨论了固态薄膜中晶粒取向对手提琴电荷分离效率的影响。 --- 第二章：高分子基复合材料的界面设计与增韧增强机制 本章将视角转向将纳米结构嵌入到聚合物基体中，构建具备协同增强或特殊功能（如电磁屏蔽、阻尼或自修复）的先进复合材料。 2.1 纳米填料在聚合物基体中的分散与界面相容性 系统研究了纳米粘土（如蒙脱石）、纳米纤维素（CNF）以及改性硅酸盐等无机纳米片在聚烯烃、环氧树脂和聚氨酯等基体中的分散行为。详细阐述了表面改性技术（如偶联剂处理、接枝共聚）对纳米填料与聚合物链之间范德华力、氢键作用的调控，从而实现从“团聚”到“均匀分散”的转变。 2.2 机械性能的尺度效应与增韧机理 对比分析了纳米填料对聚合物拉伸强度、模量和冲击韧性的影响。对于高填充体系，探讨了纳米颗粒如何诱导或抑制裂纹的偏转、桥接和微孔洞形成，从而提高材料的断裂韧性。引入了基于非线性粘弹性理论的弥散模型来描述纳米增强效应对宏观力学性能的贡献。 2.3 导电/介电复合材料的渗流阈值与网络构建 重点分析了利用纳米金属颗粒（如银纳米线）、导电碳纳米管或石墨烯片层在聚合物中构建三维导电网络的设计原则。深入研究了电学渗流阈值的理论预测模型（如Percolation Theory）与实验测量的偏差，并探究了剪切速率和聚合温度对导电网络拓扑结构的影响。 --- 第三章：多孔结构与异质结构建：功能界面的协同效应 本章关注于通过多级孔隙结构和不同材料的异质结界面来耦合多种物理化学功能，以提升催化、储能或传感效率。 3.1 模板法与自组装构建的有序多孔材料 详细介绍了利用软模板（如表面活性剂胶束）或硬模板（如球形聚苯乙烯微球）合成具有高度有序孔道结构的介孔氧化物和碳材料。讨论了孔径分布对气体吸附选择性和扩散速率的决定性作用。同时，阐述了利用冻干或冷冻干燥技术诱导形成具有定向通道的“冰晶模板”结构。 3.2 电子转移促进的异质结界面工程 重点研究了不同能带结构材料（如P型半导体与N型半导体或导电聚合物）界面处的能带弯曲和电荷分离机制。以金属氧化物/导电聚合物或二维材料异质结为例，解析了构建内建电场如何加速光生载流子的分离与传输，这对光催化和光电化学储能至关重要。 3.3 表面缺陷态在催化中的调控 探讨了通过热处理或掺杂策略在纳米材料表面引入氧空位、晶格位错等缺陷态的方法。分析了这些缺陷位点作为活性中心对吸附能和反应活性的影响，特别是在选择性氧化还原反应中的催化剂失活机制与寿命延长策略。 --- 第四章：先进表征技术在纳米结构解析中的应用 本章强调了利用高分辨技术对纳米材料的微观结构、界面化学和动态过程进行精确表征的必要性。 4.1 高分辨透射电子显微镜（HRTEM）与谱学分析 超越传统的形貌观察，深入介绍如何利用球差校正HRTEM结合电子能量损失谱（EELS）和X射线能量分散谱（EDS）对异质结界面处的原子排布、化学态变化以及局部元素配比进行亚纳米尺度的定量分析。 4.2 原位/准原位表征技术 重点介绍在真实工作条件下（如原位电化学池、加热或受力环境）观察纳米材料结构演变的技术，如原位TEM、原位拉曼光谱和同步辐射X射线衍射（XRD）。阐述了如何通过捕获瞬态结构信息来揭示反应机理和失效模式。 4.3 表面敏感的分析方法 讨论了X射线光电子能谱（XPS）在确定纳米颗粒表面氧化态和化学键合环境中的应用。此外，结合傅里叶变换红外光谱（FTIR）和拉曼光谱，用于确认表面配体的吸附状态和有机-无机界面的化学结构。 --- 总结展望： 本书的构建逻辑是从基础的单组分纳米晶体的精确合成，过渡到复杂的宏观复合体系设计，最终落脚于高精度的表征手段。其核心在于强调通过对材料的微观结构、界面化学和多尺度相互作用的深入理解，从而实现对功能化复合体系性能的理性设计与优化。本书内容面向材料科学、化学工程及应用物理等领域的科研工作者和高年级研究生，为探索下一代高性能功能材料提供理论基础和实验指导。

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我对这本书的整体印象是，它为我们打开了一扇通往高性能结构设计的大门，那些关于材料形态与功能之间内在联系的探讨，着实令人深思。作者似乎对如何将纳米颗粒有效地、均匀地分散到基体中，以避免团聚带来的性能衰减问题，有着一套非常成熟且富有创意的解决方案。书中对“缺陷工程”在调控材料宏观力学性能方面的论述尤为精彩，它不再将缺陷视为单纯的负面因素，而是将其视为一种可被精准利用的结构特征。这种颠覆性的思维方式，对于正在进行新材料研发的工程师们无疑是极具启发性的。此外，书中的图表和示意图制作得极为精美和直观，有效地弥补了纯文字描述的抽象性，使得一些复杂的结构概念能够被迅速捕捉和理解。可以说，这是一本需要反复研读，并且每次都能从中汲取新意的参考书。

评分☆☆☆☆☆

这部作品集简直是一次对未来材料科学的深度探索，它以一种非常前沿和严谨的态度，梳理了纳米技术在结构材料领域的新兴方向。阅读过程中，我深刻感受到作者在材料设计理念上的独到之处，尤其是在如何通过精妙的纳米尺度调控来赋予宏观材料前所未有的性能方面，展现了令人惊叹的洞察力。它不仅仅是罗列实验数据或理论公式，更像是一本引导读者思考如何跨越现有材料瓶颈的路线图。特别是对于那些致力于开发轻质高强、或者具有特殊电学/热学响应特性的研究人员来说，书中的某些章节提供了看待问题的全新视角，比如如何利用界面工程来优化复合体系的性能。这种将基础科学研究与工程应用紧密结合的写作手法，使得整本书的实用价值和学术深度都得到了极大的提升。我特别欣赏作者在处理复杂多尺度问题时所展现出的条理性和逻辑性，即便是涉及复杂的晶体学和输运机制，也能被分解得清晰易懂。

评分☆☆☆☆☆

这本书的叙事风格非常沉稳且富有学术气息，它不像市面上流行的科普读物那样追求表面的惊艳，而是脚踏实地、步步为营地构建起一个严密的知识体系。它更侧重于原理的深挖和机制的阐明，比如在探讨某些热力学驱动过程时，作者引用了大量的基础物理模型进行佐证，展现了极强的理论功底。我个人非常欣赏作者在论证过程中所保持的那种严谨的科学态度，对于任何声称达到的性能提升，都会辅以详尽的表征数据和理论分析来支撑其可靠性。对于那些希望深入了解材料从微观到宏观转变过程中的物理化学基础的读者而言，这本书无疑提供了扎实的理论基石。它很少涉及市场化的炒作，而是聚焦于科学本质的提炼与总结，这在当前浮躁的研究环境中显得尤为可贵。

评分☆☆☆☆☆

读完这套书，我最大的感受是它提供了一个关于“结构如何决定功能”的综合性范本。作者似乎对各种制备工艺的限制和可能性有着深刻的理解，并以此为基础来设计其理论模型，使得理论的推导始终立足于现实的可行性。尤其是在涉及多相界面行为的讨论部分，书中对不同材料体系之间应力传递和能量耗散机制的分析，逻辑链条非常清晰，很容易让人理解在实际应用中可能出现的失效模式。这种对潜在风险的预见性分析，使得这本书的价值远远超出了纯粹的理论介绍，更像是一份高级别的工艺指导手册。不同章节之间的衔接处理得也十分自然，知识的递进关系体现了作者长期积累的学术脉络，使得读者在阅读时体验到一种知识的累积和深化过程，而不是零散信息的堆砌。

评分☆☆☆☆☆

这本书在对材料特性进行评估时，展现出了一种超越传统力学范畴的广阔视野。它不仅仅关注强度和刚度，更将电荷传输、热稳定性乃至环境响应性等多个维度纳入考量，形成了一个多维度的材料性能评价体系。这种系统化的评估方法对于制定下一代先进材料的研发标准具有重要的指导意义。我特别留意到书中对新型表征技术的运用和解读，作者非常擅长利用尖端的分析手段来“看见”那些肉眼不可见的微观结构变化，并将其与宏观性能的变化精确关联起来。这种对数据驱动研究的强调，以及对实验细节的尊重，是这本书给我留下的最深刻印象之一。它成功地架设了一座从基础研究到工程化实践的桥梁，内容充实，论据充分，值得领域内的专业人士细细品味。