第一章 緒論 001
第一節(jié) 碳納米材料與碳納米管 003
一、碳納米材料概述 003
二、碳納米管的出現(xiàn) 004
第二節(jié) 碳納米管結(jié)構(gòu)與性能 006
一、碳納米管的結(jié)構(gòu) 006
二、碳納米管的優(yōu)異性能與應(yīng)用 010
第三節(jié) 碳納米管的宏量制備 015
一、碳納米管的工程化 015
二、碳納米管的應(yīng)用 017
參考文獻(xiàn) 018

第二章 水平陣列碳納米管的制備 021
第一節(jié) 概述 022
一、碳納米管原子層面的生長機理及影響因素 022
二、水平陣列碳納米管的生長模式 026
三、水平陣列碳納米管的Schulz-Flory 分布生長理論 029
四、碳納米管克隆生長機理 033
第二節(jié) 水平陣列碳納米管的結(jié)構(gòu)控制 035
一、水平陣列手性碳納米管自催化生長與定向進化方法 035
二、高純度碳納米管的自純化生長調(diào)控 038
三、高密度單色碳納米管線團的原位組裝 049
四、超長水平陣列碳納米管的制備 065
第三節(jié) 結(jié)構(gòu)完美的水平陣列碳納米管性質(zhì)與應(yīng)用 069
一、碳納米管力學(xué)性質(zhì)及其機械儲能應(yīng)用 069
二、碳納米管聚集體的力學(xué)性能 078
三、碳納米管晶體管與感光器件 085
四、碳納米管集成電路與芯片 091
五、碳納米管的熱學(xué)性質(zhì) 097
六、水平陣列碳納米管的管層間超潤滑性質(zhì) 103
第四節(jié) 結(jié)構(gòu)完美的水平陣列碳納米管的批量制備技術(shù) 109
一、批量化超長碳納米管制備 109
二、大面積超長碳納米管的制備與表征 111
參考文獻(xiàn) 116

第三章 垂直陣列碳納米管的可控宏量制備 129
第一節(jié) 概述 130
一、垂直陣列碳納米管陣列 130
二、垂直陣列碳納米管制備方法 131
第二節(jié) 垂直陣列碳納米管的協(xié)同生長 136
一、垂直陣列碳納米管的協(xié)同生長機制 136
二、不同曲率表面碳納米管的生長行為 141
三、不同結(jié)構(gòu)表面碳納米管生長機制分析 144
四、利用曲面基板實現(xiàn)碳納米管陣列的制備 146
第三節(jié) 垂直陣列碳納米管調(diào)變及催化劑設(shè)計 148
一、碳納米管多級結(jié)構(gòu)調(diào)變概述 148
二、碳納米管/石墨烯雜合組裝結(jié)構(gòu) 152
三、基于LDH的碳納米管雙螺旋的制備 156
第四節(jié) 垂直陣列碳納米管結(jié)構(gòu)的批量制備 163
一、碳納米管批量制備的工程原理 163
二、碳納米管陣列的工程化制備 164
三、氮摻雜碳納米管陣列的工程化制備 166
四、流化床中單壁碳納米管/石墨烯雜合物的宏量制備 174
第五節(jié) 陣列碳納米管放大生產(chǎn)的多因素分析 176
一、納米聚團流化 176
二、質(zhì)量、熱量傳遞核算 181
三、流化床反應(yīng)器中合成碳納米管 183
參考文獻(xiàn) 189

第四章 碳納米管提純和分散 199
第一節(jié)　碳納米管提純 200
一、碳納米管雜質(zhì)形成機理 200
二、單壁碳納米管的純度提升 202
三、碳納米管/石墨烯雜合物的純度提升 204
第二節(jié)　碳納米管的預(yù)氧化 205
一、單壁碳納米管弱氧化處理 205
二、多壁碳納米管的空氣氧化 210
第三節(jié)　碳納米管的酸洗提純 212
第四節(jié)　碳納米管的高溫蒸發(fā)提純 213
一、高溫提純中碳納米管變化 213
二、多壁聚團碳納米管高溫提純 218
三、真空高溫提純碳納米管金屬脫除機理 219
第五節(jié)　碳納米管的氯化提純 223
第六節(jié)　手性碳納米管提純技術(shù) 224
一、液相色譜技術(shù) 224
二、密度梯度超速離心技術(shù) 226
三、原位生長調(diào)控技術(shù) 226
第七節(jié)　碳納米管的分散概述 227
第八節(jié)　碳納米管的水系分散 228
一、酸氧化碳納米管水分散 229
二、添加劑輔助單壁碳納米管的水分散 232
第九節(jié)　碳納米管的有機分散 233
第十節(jié)　碳納米管酸質(zhì)子化液晶 236
第十一節(jié)　碳納米管分散的應(yīng)用 238
一、鋰離子電池 238
二、透明導(dǎo)電薄膜 239
三、涂料 241
參考文獻(xiàn) 243

第五章 陣列碳納米管的電化學(xué)儲能應(yīng)用 247
第一節(jié)　電化學(xué)儲能系統(tǒng)簡介 248
一、電池 248
二、電容器 249
三、碳材料在儲能系統(tǒng)中的應(yīng)用 251
第二節(jié)　陣列碳納米管的電池應(yīng)用 252
一、陣列碳納米管的電池正極應(yīng)用 252
二、陣列碳納米管的電池負(fù)極應(yīng)用 265
第三節(jié)　陣列碳納米管的超級電容器應(yīng)用 269
一、陣列碳納米管作為主電極材料的應(yīng)用 269
二、陣列碳納米管作為輔助電極材料的應(yīng)用 278
參考文獻(xiàn) 280

第六章 高性能碳納米管復(fù)合材料 285
第一節(jié)　概述 286
一、輕質(zhì)碳纖維復(fù)合材料介紹 286
二、輕質(zhì)碳納米管復(fù)合材料介紹 287
第二節(jié)　碳納米管復(fù)合材料類型 290
一、碳納米管力學(xué)復(fù)合材料 290
二、碳納米管功能復(fù)合材料 291
第三節(jié)　碳納米管高強復(fù)合材料力學(xué)基礎(chǔ) 293
一、碳納米管本征結(jié)構(gòu) 293
二、碳納米管界面強化 295
三、碳納米管取向與空間排布 296
第四節(jié)　輕質(zhì)高強碳納米管復(fù)合材料制備技術(shù) 298
一、碳納米管纖維及纖維增強復(fù)合材料 299
二、碳納米管復(fù)合材料制備技術(shù) 301
三、碳納米管復(fù)合材料增材制造技術(shù) 302
第五節(jié)　碳納米管功能復(fù)合材料的制備技術(shù) 303
一、預(yù)分散-共混技術(shù) 303
二、預(yù)分散-原位聚合技術(shù) 305
第六節(jié)　碳納米管聚合物增強復(fù)合材料 305
一、碳納米管增韌熱固性樹脂 305
二、碳納米管增強熱塑性樹脂 311
第七節(jié)　碳納米管聚合物導(dǎo)電復(fù)合材料 313
一、碳納米管導(dǎo)電塑料 313
二、碳納米管導(dǎo)電薄膜 315
第八節(jié)　碳納米管電磁屏蔽和吸收材料 316
一、碳納米管電磁屏蔽材料 317
二、碳納米管電磁吸收材料 320
第九節(jié)　碳納米管散熱節(jié)能橡膠 322
一、碳納米管聚合物導(dǎo)熱復(fù)合材料概述 322
二、碳納米管節(jié)能橡膠 323
三、碳納米管高導(dǎo)熱復(fù)合材料的工程應(yīng)用 325
第十節(jié)　碳納米管柔性復(fù)合材料 325
一、碳納米管柔性傳感器 325
二、碳納米管人造肌肉 327
第十一節(jié)　碳納米管金屬基復(fù)合材料 329
一、碳納米管鋁基復(fù)合材料 330
二、碳納米管鎂基復(fù)合材料 333
第十二節(jié)　碳納米管陶瓷基復(fù)合材料 335
一、碳納米管增韌碳化硅陶瓷 335
二、碳納米管增韌氧化鋁 337
第十三節(jié)　碳納米管復(fù)合材料發(fā)展趨勢 338
參考文獻(xiàn) 340

第七章 碳納米管空氣過濾及吸附應(yīng)用 345
第一節(jié)　納米纖維過濾簡介 346
一、高效空氣過濾材料 346
二、納米纖維過濾材料 347
第二節(jié)　碳納米管空氣過濾材料 348
一、碳納米管空氣過濾理論 348
二、納米纖維捕捉氣溶膠顆粒的原位觀察 354
第三節(jié)　碳納米管薄膜 360
一、純碳納米管薄膜過濾 360
二、碳納米管/多孔基底復(fù)合結(jié)構(gòu)膜 363
第四節(jié)　碳納米管納米梯度過濾 364
一、多級結(jié)構(gòu) 364
二、納米梯度結(jié)構(gòu) 368
第五節(jié)　碳納米管納米聚團流化床過濾 371
一、納米聚團流化床過濾特點 371
二、納米顆粒物的逸出 373
第六節(jié)　碳納米管過濾材料的安全性 374
第七節(jié)　碳納米管吸附材料 375
一、碳納米管吸附VOC 375
二、碳納米管去除臭氧 376
參考文獻(xiàn) 378

索引 382