碳納米材料在電分析化學(xué)中的應(yīng)用

第1章 引論1
1.1碳材料簡(jiǎn)介1
1.1.1碳元素簡(jiǎn)介2
1.1.2傳統(tǒng)碳材料3
1.1.3納米碳材料6
1.2碳納米材料的分類(lèi)14
1.2.1碳納米材料的定義14
1.2.2碳納米材料的分類(lèi)14
1.2.3碳納米復(fù)合材料17
1.3碳納米材料的性能24
1.3.1碳納米材料納米效應(yīng)24
1.3.2碳納米材料物理特性25
1.3.3碳納米材料電學(xué)特性25
1.3.4碳納米材料化學(xué)特性26
1.4碳納米材料的電化學(xué)應(yīng)用27
1.4.1碳納米材料在電化學(xué)儲(chǔ)氫、儲(chǔ)鋰中的應(yīng)用27
1.4.2碳納米材料在燃料電池中的應(yīng)用28
1.4.3碳納米材料在超級(jí)電容器中的應(yīng)用29
1.4.4碳納米材料在電化學(xué)及生物傳感中的應(yīng)用29
1.5電化學(xué)傳感技術(shù)與碳納米材料的發(fā)展31
1.5.1電化學(xué)及生物傳感技術(shù)研究現(xiàn)狀31
1.5.2碳納米材料與電化學(xué)傳感技術(shù)的發(fā)展方向32
參考文獻(xiàn)34
第2章 碳納米材料的制備38
2.1活性炭制備38
2.1.1制備原料38
2.1.2物理活化法39
2.1.3化學(xué)活化法39
2.1.4化學(xué)物理活化法39
2.1.5其它活化制備方法40
2.2碳納米纖維的制備40
2.2.1化學(xué)氣相沉積法40
2.2.2固相合成法42
2.2.3靜電紡絲法42
2.2.4生物制備法43
2.3碳納米管制備43
2.3.1電弧放電法43
2.3.2激光蒸發(fā)法44
2.3.3化學(xué)氣相沉積法45
2.3.4聚合物熱解法46
2.3.5其它制備方法47
2.4介孔碳制備47
2.4.1金屬催化活化法48
2.4.2有機(jī)凝膠炭化法48
2.4.3模板法49
2.5石墨烯制備53
2.5.1機(jī)械剝離法55
2.5.2化學(xué)剝離法58
2.5.3外延生長(zhǎng)法59
2.5.4氧化石墨還原法60
2.5.5溶劑熱法62
2.5.6有機(jī)合成法63
2.5.7碳納米管轉(zhuǎn)化法64
參考文獻(xiàn)65
第3章 碳納米材料的復(fù)合及功能化68
3.1功能化碳納米材料的類(lèi)型68
3.1.1功能化碳納米材料的起源68
3.1.2功能化碳納米材料的分類(lèi)69
3.1.3功能化碳納米材料的結(jié)構(gòu)70
3.2碳納米材料的功能化方法74
3.2.1非共價(jià)功能化74
3.2.2共價(jià)功能化78
3.2.3摻雜功能化81
3.2.4其它功能化方法83
3.3功能化碳納米材料的性能84
3.3.1功能化碳納米材料的力學(xué)性能84
3.3.2功能化碳納米材料的電學(xué)性能84
3.3.3功能化碳納米材料的熱學(xué)性能85
3.3.4功能化碳納米材料的光學(xué)性能86
3.4碳納米復(fù)合材料的分類(lèi)87
3.4.1碳納米/聚合物復(fù)合材料87
3.4.2碳納米/其它納米粒子復(fù)合材料88
3.4.3碳納米/有機(jī)小分子復(fù)合材料90
3.4.4多維碳納米復(fù)合材料91
3.5碳納米復(fù)合材料的制備92
3.5.1溶液共混法92
3.5.2熔融共混法92
3.5.3原位聚合法93
3.5.4原位生長(zhǎng)法94
3.5.5層層組裝法96
3.6碳納米復(fù)合材料的應(yīng)用97
3.6.1傳感分析97
3.6.2儲(chǔ)能材料98
3.6.3生物醫(yī)藥100
3.6.4催化領(lǐng)域102
3.6.5吸附材料103
3.6.6其它應(yīng)用104
參考文獻(xiàn)105
第4章 碳納米材料的表征111
4.1碳納米材料表征分析的意義111
4.1.1碳納米材料表征的重要性111
4.1.2碳納米材料表征的特點(diǎn)114
4.1.3碳納米材料表征的內(nèi)容116
4.2碳納米材料表征分析方法分類(lèi)118
4.2.1碳納米材料形貌分析118
4.2.2碳納米材料成分分析119
4.2.3碳納米材料結(jié)構(gòu)分析120
4.2.4碳納米材料價(jià)鍵分析121
4.2.5碳納米材料表面分析121
4.3碳納米材料形貌分析技術(shù)121
4.3.1掃描電子顯微鏡（SEM）121
4.3.2透射電子顯微鏡（TEM）123
4.3.3掃描隧道顯微鏡（STM）124
4.3.4原子力顯微鏡（AFM）126
4.4碳納米材料成分分析技術(shù)127
4.4.1X射線(xiàn)能譜基本原理127
4.4.2X射線(xiàn)能譜測(cè)試過(guò)程128
4.4.3X射線(xiàn)能譜表征應(yīng)用128
4.5碳納米材料結(jié)構(gòu)分析技術(shù)129
4.5.1X射線(xiàn)衍射法基本原理129
4.5.2X射線(xiàn)衍射法測(cè)試過(guò)程130
4.5.3X射線(xiàn)衍射法表征應(yīng)用131
4.6碳納米材料價(jià)鍵分析技術(shù)134
4.6.1紅外光譜表征技術(shù)134
4.6.2拉曼光譜表征技術(shù)137
4.7碳納米材料表面分析技術(shù)140
4.7.1X射線(xiàn)光電子能譜基本原理140
4.7.2電子能譜測(cè)試過(guò)程140
4.7.3電子能譜表征應(yīng)用141
4.8碳納米材料物理性能分析技術(shù)143
4.8.1紫外可見(jiàn)光譜分析143
4.8.2比表面積及孔隙結(jié)構(gòu)分析145
4.8.3磁學(xué)性質(zhì)分析147
4.8.4光學(xué)性質(zhì)分析148
4.8.5電容性能分析148
參考文獻(xiàn)150
第5章 碳納米材料修飾電極153
5.1碳納米材料修飾電極的特點(diǎn)153
5.1.1碳納米材料修飾電極的電催化特點(diǎn)154
5.1.2碳納米材料修飾電極的電催化類(lèi)型155
5.2碳納米材料修飾電極分類(lèi)156
5.2.1碳納米管修飾電極156
5.2.2介孔碳修飾電極157
5.2.3石墨烯修飾電極158
5.2.4碳納米復(fù)合材料修飾電極158
5.3碳納米材料修飾電極制備159
5.3.1涂布法160
5.3.2組合法160
5.3.3共價(jià)鍵合法161
5.3.4聚合物薄膜法161
5.3.5吸附法161
5.4碳納米材料修飾電極表征162
5.4.1電子顯微表征技術(shù)162
5.4.2光譜表征技術(shù)163
5.4.3電化學(xué)表征技術(shù)166
5.4.4其它表征技術(shù)167
5.5碳納米材料修飾電極研究現(xiàn)狀168
5.5.1本征碳納米材料修飾電極169
5.5.2碳納米/無(wú)機(jī)復(fù)合材料修飾電極170
5.5.3碳納米/有機(jī)復(fù)合材料修飾電極172
5.5.4碳納米/無(wú)機(jī)有機(jī)復(fù)合材料修飾電極175
5.6碳納米材料修飾電極發(fā)展方向177
5.6.1碳納米材料的化學(xué)修飾178
5.6.2碳納米材料的化學(xué)摻雜178
5.6.3碳納米材料的表面功能化179
5.6.4碳納米材料的潛在應(yīng)用180
參考文獻(xiàn)181
第6章 碳納米材料在生命電分析化學(xué)中的應(yīng)用186
6.1電化學(xué)生物傳感器簡(jiǎn)介186
6.1.1電化學(xué)生物傳感的基本原理186
6.1.2電化學(xué)生物傳感的主要方法187
6.1.3電化學(xué)生物傳感的研究任務(wù)188
6.1.4電化學(xué)生物傳感的發(fā)展趨勢(shì)188
6.2碳納米材料的生物傳感功能189
6.2.1電子傳輸作用189
6.2.2界面電催化作用189
6.2.3修飾物的固定作用190
6.2.4選擇性作用190
6.3電化學(xué)生物傳感的研究對(duì)象191
6.3.1生物小分子191
6.3.2神經(jīng)遞質(zhì)192
6.3.3蛋白質(zhì)192
6.3.4核酸194
6.3.5細(xì)胞195
6.4基于碳納米纖維的生命電分析化學(xué)196
6.4.1生物小分子196
6.4.2神經(jīng)遞質(zhì)197
6.4.3蛋白質(zhì)197
6.4.4核酸198
6.4.5細(xì)胞199
6.5基于碳納米管的生命電分析化學(xué)199
6.5.1生物小分子199
6.5.2神經(jīng)遞質(zhì)200
6.5.3蛋白質(zhì)200
6.5.4核酸203
6.5.5細(xì)胞204
6.6基于介孔碳的生命電分析化學(xué)205
6.6.1生物小分子205
6.6.2神經(jīng)遞質(zhì)206
6.6.3蛋白質(zhì)206
6.6.4核酸207
6.6.5細(xì)胞208
6.7基于石墨烯的生命電分析化學(xué)208
6.7.1生物小分子208
6.7.2神經(jīng)遞質(zhì)209
6.7.3蛋白質(zhì)210
6.7.4核酸211
6.7.5細(xì)胞212
參考文獻(xiàn)213
第7章 碳納米材料在環(huán)境電分析化學(xué)中的應(yīng)用218
7.1環(huán)境電分析化學(xué)簡(jiǎn)介218
7.1.1環(huán)境電分析化學(xué)基本原理219
7.1.2環(huán)境電分析化學(xué)研究方法220
7.1.3環(huán)境電分析化學(xué)研究任務(wù)221
7.1.4環(huán)境電分析化學(xué)發(fā)展趨勢(shì)222
7.2碳納米材料的環(huán)境分析功能223
7.2.1電子傳輸作用223
7.2.2電催化作用224
7.2.3穩(wěn)定性作用225
7.2.4選擇性作用226
7.3環(huán)境電分析化學(xué)研究對(duì)象226
7.3.1重金屬離子227
7.3.2無(wú)機(jī)陰離子228
7.3.3有機(jī)污染物229
7.3.4其它典型污染物231
7.4基于碳納米管的環(huán)境電分析化學(xué)232
7.4.1重金屬離子232
7.4.2無(wú)機(jī)陰離子233
7.4.3有機(jī)污染物234
7.4.4其它典型污染物235
7.5基于介孔碳的環(huán)境電分析化學(xué)237
7.5.1重金屬離子237
7.5.2無(wú)機(jī)陰離子237
7.5.3有機(jī)污染物238
7.5.4其它典型污染物239
7.6基于石墨烯的環(huán)境電分析化學(xué)240
7.6.1重金屬離子240
7.6.2無(wú)機(jī)陰離子241
7.6.3有機(jī)污染物242
7.6.4其它典型污染物244
參考文獻(xiàn)245
第8章 碳納米材料在藥物電分析化學(xué)中的應(yīng)用248
8.1藥物電分析化學(xué)簡(jiǎn)介248
8.1.1藥物電分析化學(xué)基本原理249
8.1.2藥物電分析化學(xué)研究方法250
8.1.3藥物電分析化學(xué)研究任務(wù)251
8.1.4藥物電分析化學(xué)發(fā)展趨勢(shì)252
8.2碳納米材料的藥物分析功能253
8.2.1電子傳輸作用253
8.2.2電催化作用254
8.2.3穩(wěn)定性作用255
8.2.4選擇性作用255
8.3藥物電分析化學(xué)研究對(duì)象256
8.3.1抗生素類(lèi)藥物257
8.3.2抗病毒類(lèi)藥物258
8.3.3鎮(zhèn)痛類(lèi)藥物258
8.3.4激素類(lèi)藥物259
8.4基于碳納米管的藥物電分析化學(xué)260
8.4.1抗生素類(lèi)藥物260
8.4.2抗病毒類(lèi)藥物261
8.4.3鎮(zhèn)痛類(lèi)藥物262
8.4.4激素類(lèi)藥物263
8.5基于介孔碳的藥物電分析化學(xué)264
8.5.1抗生素類(lèi)藥物264
8.5.2抗病毒類(lèi)藥物265
8.5.3鎮(zhèn)痛類(lèi)藥物266
8.5.4激素類(lèi)藥物266
8.6基于石墨烯的藥物電分析化學(xué)267
8.6.1抗生素類(lèi)藥物267
8.6.2抗病毒類(lèi)藥物268
8.6.3鎮(zhèn)痛類(lèi)藥物269
8.6.4激素類(lèi)藥物270
參考文獻(xiàn)272