石墨烯(2017年化學工業出版社出版的圖書)

《石墨烯》是劉雲圻編著的圖書，由化學工業出版社出版。

基本介紹

• 中文名：石墨烯
• 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
• ISBN：9787122301543 

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

2.2SiC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切開碳納米管制備石墨烯080

2.6.4TEM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