內容簡介
碳納米管獨特的一維管狀結構、優異的物理性能使其在新材料、能源、催化、電子、生物醫藥等領域具有廣闊的套用前景,實現碳納米管的批量製備是拓展其廣泛套用的前提。魏飛、騫偉中等編著的《碳納米管的宏量製備技術》集清華大學魏飛教授的碳納米管研究團隊十多年的科研成果,著眼於碳納米管批量製備的工程基礎,從碳納米管合成化學以及工程科學人手,首先介紹納米材料批量製備的研究對象、基本方法和有關領域,然後闡述聚團狀多壁碳納米管、聚團狀單壁碳納米管、碳納米管垂直陣列、碳納米管水平陣列以及特種碳納米管的批量製備化學、過程理念設計、工業實現、強化以及套用探索,接下來描述碳納米管批量生產的工程現狀以及工程管理,最後是對石墨烯、納米碳纖維以及多級結構碳等新興納米碳材料的批量製備介紹。
本書適合化學、化工、凝聚態物理、材料、納米科技領域的廣大科研、教學、管理、專業技術人員以及研究生和大學生閱讀和參考。
圖書目錄
《納米科學與技術》叢書序
前言
第1章 緒論
1.1 納米材料與納米技術
1.2 碳納米管概述:結構與分類
1.2.1 碳納米管的優異性能
1.2.2 碳納米管的團聚結構
1.3 碳納米管的宏量製備
參考文獻
第2章 聚團狀多壁碳納米管的宏量製備
2.1 納米尺度下多壁碳納米管的組裝規律
2.1.1 生長機理
2.1.2 催化劑設計
2.2 碳納米管的團聚生長
2.2.1 聚團的形成及其巨觀形貌
2.2.2 碳納米管的多級聚團結構
2.2.3 碳納米管聚團的生成過程
2.3 碳納米管聚團的流體力學行為
2.3.1 碳納米管聚團流化床的流化現象和床層膨脹
2.3.2 碳納米管聚團流化床的流體力學行為
2.3.3 碳納米管聚團流化床的氣體擴散行為
2.4 碳納米管的製備過程研究
2.4.1 催化劑還原與甲烷裂解協同提高甲烷轉化率
2.4.2 雙層流化床變溫操作調變碳納米管生長
2.4.3 流化床浮游催化劑法製備分支碳納米管
2.5 多壁碳納米管的宏量製備
2.6 碳納米管的分散與純化
2.6.1 碳納米管的液相分散
2.6.2 破碎一絮凝分離純化碳納米管
2.6.3 高純碳納米管產品的製備
2.7 碳納米管在複合材料中的套用
2.7.1 含碳納米管的超強纖維
2.7.2 碳納米管/高分子導電複合材料
2.7.3 碳納米管/聚酯抗靜電纖維及織物
2.7.4 碳納米管/電磁禁止吸波材料
2.7.5 碳納米管/陶瓷複合材料
2.7.6 碳納米管導電墨水
2.7.7 碳納米管超級電容器
2.7.8 碳納米管用於鋰離子電池電極
2.8 結語
參考文獻
第3章 聚團狀單壁碳納米管的宏量製備
3.1 引言
3.2 單壁碳納米管的催化生長
3.2.1 基板催化劑體系
3.2.2 浮游催化劑體系
3.2.3 粉末催化劑體系
3.3 宏量製備單壁碳納米管
3.3.1 低空速流化床製備單壁碳納米管
3.3.2 高空速流化床連續生產單/雙壁碳納米管
3.4 結語
參考文獻
第4章 碳納米管垂直陣列的宏量製備
4.1 碳納米管陣列的合成方法
4.1.1 負載催化劑化學氣相沉積
4.1.2 浮游催化劑化學氣相沉積
4.2 碳納米管陣列的生長機理
4.2.1 原子/分子尺度上碳納米管的生長
4.2.2 單根尺度上碳納米管的生長
4.2.3 協同作用下碳納米管的生長
4.3 曲面生長碳納米管陣列
4.3.1 球形顆粒表面輻射生長碳納米管陣列
4.3.2 片狀材料法向生長碳納米管陣列
4.3.3 異形顆粒表面生長碳納米管陣列
4.4 插層生長碳納米管陣列
4.5 流化床批量製備碳納米管陣列
4.5.1 流化床製備陣列的基礎:生長過程中顆粒連續穩定地流化
4.5.2 流化床批量製備的碳納米管陣列表征
4.5.3 流化床製備碳納米管陣列的過程放大
4.5.4 碳納米管陣列的純化
4.6 碳納米管陣列的套用
4.6.1 陣列整體作為功能器件
4.6.2 CNT絲
4.6.3 CNT陣列分散後的套用
4.6.4 CNT陣列插層複合物的套用
參考文獻
第5章 超長碳納米管水平陣列的宏量製備
5.1 引言
5.2 超長碳納米管的結構與合成化學
5.2.1 超長碳納米管的結構
5.2.2 超長碳納米管的生長機理及生長模式
5.2.3 超長碳納米管的合成方法
5.3 超長碳納米管水平陣列的結構與形貌調控
5.3.1 超長碳納米管的本徵結構調控
5.3.2 超長碳納米管水平陣列的形貌調控和巨觀操縱
5.4 超長碳納米管的結構及性質表征
5.4.1 超長碳納米管的SEM表征
5.4.2 超長碳納米管的TEM表征
5.4.3 超長碳納米管的AFM表征
5.4.4 超長碳納米管的STM表征
5.4.5 超長碳納米管的拉曼表征
5.4.6 超長碳納米管的電學性質表征
5.5 超長碳納米管水平陣列宏量製備的一些策略
5.5.1 催化劑的改進
5.5.2 超長碳納米管水平陣列長度的改進
5.5.3 超長碳納米管水平陣列密度的改進
5.6 典型套用
5.6.1 在碳納米管本徵性質研究方面的套用
5.6.2 在納米電子器件方面的套用
5.6.3 在工程材料領域的套用