●前言
第1章富勒烯和C601
1.1富勒烯1
1.1.1富勒烯和C60簡介1
1.1.2C60的結構1
1.1.3C60的基本性能2
1.2富勒烯和C60的制備3
1.2.1通過蒸發碳源合成富勒烯4
1.2.2用模型來揭示富勒烯的形成4
1.2.3化學合成法5
1.2.4其他合成方法7
1.3富勒烯的分離和純化8
1.3.1C60和C70的提取8
1.3.2C60和C70的分離9
1.4富勒烯的結構調變9
1.4.1富勒烯組裝9
1.4.2二維富勒烯薄膜10
1.4.3富勒烯的超分子共組裝10
1.4.4C60的自組裝控制17
1.5富勒烯的機械化學反應18
1.5.1二聚和三聚18
1.5.2親核加成20
1.5.3C60的環加成反應22
1.5.4C60自由基加成反應27
1.5.5C60氧化反應28
1.5.6富勒烯配合物的形成28
1.6納米復合物29
1.6.1C-M鍵的形成29
1.6.2富勒烯-金屬復合材料30
1.6.3碳納米管-無機復合材料30
1.6.4石墨烯(或石墨)-無機材料形成的納米復合材料31
1.6.5碳納米管-聚合物納米復合材料31
1.6.6石墨烯(或石墨)-聚合物納米復合物31
1.7雜化材料32
1.7.1碳相關材料及其儲氫性能32
1.7.2石墨烯納米片32
1.8富勒烯的應用33
1.8.1液晶富勒烯33
1.8.2自組裝異質結及其在光伏中的應用34
1.9總結37
參考文獻37
第2章碳纖維與碳薄膜49
2.1碳纖維49
2.1.1引言49
2.1.2碳纖維簡介49
2.1.3碳纖維的分類與制備50
2.1.4碳纖維材料的應用63
2.2碳薄膜64
2.2.1引言64
2.2.2簡介64
2.2.3類金剛石薄膜64
2.2.4CNx薄膜71
2.2.5應用76
參考文獻76
第3章介孔碳與高分子材料80
3.1介孔碳80
3.1.1多孔材料80
3.1.2介孔材料80
3.1.3介孔碳材料80
3.2介孔碳材料功能化與改性82
3.2.1表面處理82
3.2.2雜原子處理83
3.2.3碳-無機納米復合材料83
3.2.4碳結構設計83
3.3介孔碳材料的應用84
3.3.1介孔碳材料應用於儲能84
3.3.2吸附88
3.3.3催化劑載體或催化劑92
3.4高分子材料93
3.4.1高分子材料分類93
3.4.2高分子材料的結構93
3.4.3疊氮-炔點擊化學94
3.4.4聚合物納米復合材料的制備98
3.4.5納米復合物的環境應用99
3.5高分子材料的新興應用101
3.5.1可重構的曲面及其應用101
3.5.2建模、仿真和理論104
3.5.3未來發展方向105
3.6導電聚合物105
3.6.1合成方法105
3.6.2CP納米材料的研究進展107
3.6.3CP納米材料的應用109
參考文獻110
第4章碳納米管119
4.1碳納米管概述119
4.1.1碳納米管發展史119
4.1.2碳納米管結構119
4.1.3碳納米管性能120
4.2碳納米管制備121
4.2.1電弧放電法121
4.2.2激光燒蝕法123
4.2.3化學氣相沉積法124
4.3碳納米管改性125
4.3.1共價鍵法125
4.3.2非共價鍵相互作用133
4.3.3金屬填充136
4.3.4金屬納米粒子的修飾137
4.4石墨烯納米雜化材料142
4.4.1石墨烯-CNT薄膜142
4.4.2石墨烯-CNT三維雜化材料143
4.5碳納米管的應用144
4.5.1碳納米管在電能儲存設備中的應用144
4.5.2納米管在光電器件中的應用147
參考文獻150
第5章石墨烯和石墨炔162
5.1石墨烯162
5.1.1引言162
5.1.2石墨烯和氧化石墨烯的合成162
5.1.3石墨烯和氧化石墨烯的非共價鍵功能化168
5.1.4應用180
5.2石墨炔186
5.2.1引言186
5.2.2石墨炔分類186
5.2.3石墨炔的性質188
5.2.4石墨炔的應用190
參考文獻191
第6章碳納米材料在生物醫學中的應用202
6.1碳納米管在生物醫學中的應用202
6.1.1引言202
6.1.2功能化修飾202
6.1.3生物醫學應用205
6.1.4碳納米管的毒性217
6.2石墨烯在生物醫學中的應用218
6.2.1引言218
6.2.2功能化修飾219
6.2.3生物醫學應用222
6.2.4毒性研究236
參考文獻238

本書繫統介紹低維碳新材料的合成及結構調變以及生長機理，包括富勒烯和C60、碳纖維與薄膜、介孔碳與高分子材料、碳納米管、石墨烯和石墨，同時描述低維碳材料在新能源開發與儲能、化工催化、環境淨化、防腐等領域的應用。