《石墨烯：從基礎到套用》是2017年化學工業出版社出版的圖書，作者劉雲圻。
基本介紹
- 中文名：石墨烯：從基礎到套用
- 作者：劉雲圻
- 出版社：化學工業出版社
- 出版時間：2017年11月
- 頁數：429 頁
- 定價：148 元
- 開本：B5 710×1000
- ISBN：978-7-122-30154-3
內容簡介,目錄,
內容簡介
本書依據作者研究團隊以及國內外石墨烯材料的最新研究進展，從基礎到套用較全面地概述了石墨烯的基本概念、基本理論和原理，詳細敘述了石墨烯的製備方法、生長機理、凝聚態結構和石墨烯化學，重點闡述了石墨烯的電學性質、光學性質和磁學性質，最後較為系統地介紹了石墨烯在複合材料、能源材料和工業套用等方面的前景和存在的挑戰。本書可供高等院校化學、材料、物理和信息等專業高年級本科生、研究生以及研究院所科研人員參考和閱讀。
目錄
第1章石墨烯的基礎知識001
耿德超（中國科學院化學研究所）
1.1 石墨烯的發現歷史 002
1.2 石墨烯的基本結構與性能 006
1.2.1 石墨烯的基本結構 006
1.2.2 石墨烯的基本性能 006
1.3 石墨烯的基本表征手段 015
1.3.1 光學顯微分析 015
1.3.2 電子顯微分析 018
1.3.3 掃描探針顯微分析 022
1.3.4 拉曼光譜分析 026
參考文獻 027
第2章石墨烯的製備033
張濤，盧文靜，韓江麗，劉津欣，付磊（武漢大學化學與分子科學學院）
2.1 剝離法 034
2.1.1 機械剝離法 034
2.1.2 化學剝離法 037
2.2 SiC表面外延生長法 041
2.2.1 在SiC的Si終止面外延生長石墨烯 042
2.2.2 在SiC的C終止面外延生長石墨烯 043
2.3 電弧放電法 044
2.4 氧化還原法 045
2.4.1 石墨氧化物的製備 045
2.4.2 石墨氧化物的還原 049
2.5 化學氣相沉積法 056
2.5.1 金屬表面化學氣相沉積 056
2.5.2 絕緣基底表面化學氣相沉積 073
2.6 其他方法 076
2.6.1 偏析生長石墨烯 077
2.6.2 自下而上合成石墨烯 079
2.6.3 切開碳納米管製備石墨烯 080
2.6.4 TEM電子束石墨化 081
2.7 石墨烯的轉移 082
2.7.1 將機械剝離的石墨烯轉移至任意基底上 083
2.7.2 剝離SiC表面外延生長的石墨烯 085
2.7.3 將金屬上以CVD法生長的石墨烯轉移至任意基底上 087
2.7.4 任意基底上生長的石墨烯的通用轉移法 095
2.7.5 小結 096
參考文獻 097
第3章石墨烯化學105
王西鸞，石高全（北京林業大學材料科學與技術學院，清華大學化學系）
3.1 引言 106
3.2 石墨烯功能化 107
3.2.1 石墨烯平面的共價功能化 108
3.2.2 石墨烯邊緣的共價功能化 117
3.2.3 非共價功能化石墨烯 120
3.3 石墨烯摻雜 122
3.3.1 表面轉移摻雜 123
3.3.2 取代摻雜 124
3.4 石墨烯光化學 129
3.4.1 基於自由基的光化學反應 130
3.4.2 光還原反應 132
3.5 石墨烯催化化學 134
3.5.1 氧化石墨烯催化 134
3.5.2 還原氧化石墨烯催化 136
3.5.3 雜化石墨烯催化 137
3.5.4 功能化石墨烯催化 138
3.6 石墨烯超分子化學 139
3.6.1 液晶行為 139
3.6.2 自組裝 142
3.6.3 三維自組裝 144
3.7 總結與展望 152
參考文獻 153
第4章石墨烯的電學性質167
魏大程，蔡智（復旦大學高分子科學系）
4.1 石墨烯的基本電學性質 168
4.2 對石墨烯電學性能的調控 170
4.2.1 通過物理的方法 170
4.2.2 通過化學的方法 173
4.2.3 通過構建異質結的方法 183
4.3 石墨烯在電學方面的套用 185
4.3.1 石墨烯場效應電晶體 185
4.3.2 石墨烯高頻器件 189
4.3.3 石墨烯邏輯電路 192
4.3.4 石墨烯感測器 195
4.3.5 石墨烯存儲器件 198
4.3.6 石墨烯電極 202
4.3.7 光電探測器 204
4.3.8 石墨烯量子點器件 205
參考文獻 206
第5章石墨烯的光學性質及光電子套用211
李紹娟，沐浩然，王玉生，李鵬飛，薛運周，鮑橋樑（蘇州大學功能納米與軟物質研究院，蘇州納米科技協同創新中心）
5.1 石墨烯的光學性質 212
5.1.1 石墨烯的線性光學性質 212
5.1.2 石墨烯的非線性光學性質 213
5.2 石墨烯在雷射器中的套用 215
5.2.1 基於石墨烯的鎖模光纖雷射器套用 217
5.2.2 基於石墨烯的調Q光纖雷射器套用 220
5.2.3 石墨烯在固體雷射器上的套用 221
5.3 基於石墨烯的光調製器 223
5.3.1 基於直波導結構的石墨烯電光調製器 223
5.3.2 基於微環及馬赫-曾德爾結構的石墨烯電光調製器 226
5.3.3 基於平面結構的石墨烯電光調製器 229
5.4 基於石墨烯的光偏振器 232
5.5 基於石墨烯的光探測器 234
5.5.1 基於石墨烯的超快、寬波段光探測器 234
5.5.2 電漿增強的石墨烯光探測器 235
5.5.3 共振腔增強的石墨烯光探測器 238
5.5.4 波導型石墨烯光探測器 239
5.5.5 疊層范德華異質結型光探測器 241
5.6 石墨烯的表面電漿 242
5.6.1 石墨烯表面電漿的激發機制 243
5.6.2 石墨烯表面電漿的觀測方法 245
5.6.3 石墨烯表面電漿的套用 250
5.7 總結與展望 254
參考文獻 255
第6章石墨烯的磁學性質263
夏慶林（中南大學物理與電子學院）
6.1 引言 264
6.2 磁性基本知識 266
6.2.1 微觀物質（原子）的磁性 266
6.2.2 巨觀物質的磁性 266
6.3 缺陷對石墨烯磁性的影響 268
6.3.1 點缺陷 268
6.3.2 晶界和邊界（線缺陷） 273
6.3.3 石墨烯納米帶的磁性 277
6.4 摻雜對石墨烯磁性的影響 277
6.4.1 非磁性元素摻雜 277
6.4.2 磁性元素摻雜 280
6.5 原子和分子/團簇吸附對石墨烯磁性的影響 280
6.5.1 原子吸附 280
6.5.2 分子吸附 282
6.6 石墨烯的超導電性 284
6.7 總結與展望 287
參考文獻 287
第7章石墨烯基複合材料299
苗力孝，孔德斌，智林傑（國家納米科學中心）
7.1 引言 300
7.2 石墨烯基電學複合材料 302
7.2.1 石墨烯基儲能複合材料 302
7.2.2 石墨烯基電催化複合材料 306
7.3 石墨烯基光學複合材料 309
7.3.1 石墨烯量子點複合材料在光學領域中的套用 309
7.3.2 石墨烯基光催化複合材料 313
7.3.3 石墨烯基透明導電薄膜複合材料 316
7.4 石墨烯基生物複合材料 319
7.4.1 石墨烯基生物複合支撐材料 319
7.4.2 石墨烯基生物功能材料 321
7.4.3 石墨烯基生物感測材料 322
7.5 石墨烯基力學與熱學複合材料 324
7.6 石墨烯基複合材料在其他領域中的套用 327
7.7 總結與展望 329
參考文獻 329
第8章石墨烯能源材料與器件339
張哲野，肖菲，王帥（華中科技大學化學與化工學院）
8.1 引言 340
8.2 超級電容器 341
8.2.1 超級電容器儲能機理 342
8.2.2 石墨烯材料在超級電容器中的套用 344
8.3 二次電池 349
8.3.1 鋰離子電池 350
8.3.2 石墨烯材料在鋰離子電池中的套用 351
8.3.3 石墨烯材料在鋰硫電池中的套用 353
8.3.4 石墨烯材料在鈉離子電池中的套用 354
8.3.5 石墨烯材料在金屬-空氣電池中的套用 355
8.4 燃料電池 356
8.5 太陽能電池 358
8.5.1 石墨烯材料在染料敏化太陽能電池中的套用 358
8.5.2 石墨烯材料在量子點太陽能電池中的套用 360
8.5.3 石墨烯在有機光伏電池中的套用 360
8.6 儲氫 362
8.7 總結與展望 366
參考文獻 367
第9章石墨烯的工業套用前景與展望375
趙增華，王鈺（中國科學院過程工程研究所）
9.1 引言 376
9.2 功能材料 381
9.2.1 結構增強複合材料 381
9.2.2 防腐塗層材料 385
9.2.3 新型導熱材料 387
9.2.4 電磁防護材料 391
9.2.5 儲氫材料 393
9.3 能源存儲與轉換 395
9.3.1 超級電容器 396
9.3.2 鋰電池 398
9.3.3 太陽能電池 400
9.3.4 燃料電池 403
9.4 環境監測與治理 405
9.4.1 氣體檢測 405
9.4.2 污水處理 409
9.4.3 海水淡化 411
9.4.4 土壤治理 413
9.5 總結與展望 414
參考文獻 414
索引 426
