《碳納米材料在電分析化學中的應用》介紹了碳納米纖維、碳納米管、介孔碳和石墨烯等碳納米材料在電分析化學領域的發展歷史、研究現狀及發展趨勢。系統地闡述了碳納米及其復合材料的制備、表征及在電分析領域的新成就和前沿研究,重點介紹了碳納米材料修飾電極的基礎知識、基于碳納米材料的電化學分析方法和技術。對碳納米材料在生命電化學傳感分析、環境電化學傳感分析和藥物電化學傳感分析中的應用作了比較詳細的介紹。對基于碳納米材料的電化學分析方法及技術的研究現狀和發展趨勢也作了適當的介紹。《碳納米材料在電分析化學中的應用》適用于電分析化學工作者、碳納米材料科技人員等參考閱讀,也適用于高等院校相關專業教師、研究生以及本科生的參考書。
自碳納米纖維、碳納米管、介孔碳和石墨烯等碳納米材料問世以來,由于這些碳納米材料擁有的諸多特異物理和化學性能,被研究者迅速引入到化學修飾電極研究領域。各種性能迥異的碳納米材料修飾電極在環境、能源、傳感、生物、醫藥等領域展現出了其特有的魅力本書將多年來有關碳納米管、介孔碳和石墨烯等碳納米材料電分析化學相關的研究進行了較為系統地歸納、總結與分類
第1章 引論11.1碳材料簡介11.1.1碳元素簡介21.1.2傳統碳材料31.1.3納米碳材料61.2碳納米材料的分類141.2.1碳納米材料的定義141.2.2碳納米材料的分類141.2.3碳納米復合材料171.3碳納米材料的性能241.3.1碳納米材料納米效應241.3.2碳納米材料物理特性251.3.3碳納米材料電學特性251.3.4碳納米材料化學特性261.4碳納米材料的電化學應用271.4.1碳納米材料在電化學儲氫、儲鋰中的應用271.4.2碳納米材料在燃料電池中的應用281.4.3碳納米材料在超級電容器中的應用291.4.4碳納米材料在電化學及生物傳感中的應用291.5電化學傳感技術與碳納米材料的發展311.5.1電化學及生物傳感技術研究現狀311.5.2碳納米材料與電化學傳感技術的發展方向32參考文獻34第2章 碳納米材料的制備382.1活性炭制備382.1.1制備原料382.1.2物理活化法392.1.3化學活化法392.1.4化學物理活化法392.1.5其它活化制備方法402.2碳納米纖維的制備402.2.1化學氣相沉積法402.2.2固相合成法422.2.3靜電紡絲法422.2.4生物制備法432.3碳納米管制備432.3.1電弧放電法432.3.2激光蒸發法442.3.3化學氣相沉積法452.3.4聚合物熱解法462.3.5其它制備方法472.4介孔碳制備472.4.1金屬催化活化法482.4.2有機凝膠炭化法482.4.3模板法492.5石墨烯制備532.5.1機械剝離法552.5.2化學剝離法582.5.3外延生長法592.5.4氧化石墨還原法602.5.5溶劑熱法622.5.6有機合成法632.5.7碳納米管轉化法64參考文獻65第3章 碳納米材料的復合及功能化683.1功能化碳納米材料的類型683.1.1功能化碳納米材料的起源683.1.2功能化碳納米材料的分類693.1.3功能化碳納米材料的結構703.2碳納米材料的功能化方法743.2.1非共價功能化743.2.2共價功能化783.2.3摻雜功能化813.2.4其它功能化方法833.3功能化碳納米材料的性能843.3.1功能化碳納米材料的力學性能843.3.2功能化碳納米材料的電學性能843.3.3功能化碳納米材料的熱學性能853.3.4功能化碳納米材料的光學性能863.4碳納米復合材料的分類873.4.1碳納米/聚合物復合材料873.4.2碳納米/其它納米粒子復合材料883.4.3碳納米/有機小分子復合材料903.4.4多維碳納米復合材料913.5碳納米復合材料的制備923.5.1溶液共混法923.5.2熔融共混法923.5.3原位聚合法933.5.4原位生長法943.5.5層層組裝法963.6碳納米復合材料的應用973.6.1傳感分析973.6.2儲能材料983.6.3生物醫藥1003.6.4催化領域1023.6.5吸附材料1033.6.6其它應用104參考文獻105第4章 碳納米材料的表征1114.1碳納米材料表征分析的意義1114.1.1碳納米材料表征的重要性1114.1.2碳納米材料表征的特點1144.1.3碳納米材料表征的內容1164.2碳納米材料表征分析方法分類1184.2.1碳納米材料形貌分析1184.2.2碳納米材料成分分析1194.2.3碳納米材料結構分析1204.2.4碳納米材料價鍵分析1214.2.5碳納米材料表面分析1214.3碳納米材料形貌分析技術1214.3.1掃描電子顯微鏡(SEM)1214.3.2透射電子顯微鏡(TEM)1234.3.3掃描隧道顯微鏡(STM)1244.3.4原子力顯微鏡(AFM)1264.4碳納米材料成分分析技術1274.4.1X射線能譜基本原理1274.4.2X射線能譜測試過程1284.4.3X射線能譜表征應用1284.5碳納米材料結構分析技術1294.5.1X射線衍射法基本原理1294.5.2X射線衍射法測試過程1304.5.3X射線衍射法表征應用1314.6碳納米材料價鍵分析技術1344.6.1紅外光譜表征技術1344.6.2拉曼光譜表征技術1374.7碳納米材料表面分析技術1404.7.1X射線光電子能譜基本原理1404.7.2電子能譜測試過程1404.7.3電子能譜表征應用1414.8碳納米材料物理性能分析技術1434.8.1紫外可見光譜分析1434.8.2比表面積及孔隙結構分析1454.8.3磁學性質分析1474.8.4光學性質分析1484.8.5電容性能分析148參考文獻150第5章 碳納米材料修飾電極1535.1碳納米材料修飾電極的特點1535.1.1碳納米材料修飾電極的電催化特點1545.1.2碳納米材料修飾電極的電催化類型1555.2碳納米材料修飾電極分類1565.2.1碳納米管修飾電極1565.2.2介孔碳修飾電極1575.2.3石墨烯修飾電極1585.2.4碳納米復合材料修飾電極1585.3碳納米材料修飾電極制備1595.3.1涂布法1605.3.2組合法1605.3.3共價鍵合法1615.3.4聚合物薄膜法1615.3.5吸附法1615.4碳納米材料修飾電極表征1625.4.1電子顯微表征技術1625.4.2光譜表征技術1635.4.3電化學表征技術1665.4.4其它表征技術1675.5碳納米材料修飾電極研究現狀1685.5.1本征碳納米材料修飾電極1695.5.2碳納米/無機復合材料修飾電極1705.5.3碳納米/有機復合材料修飾電極1725.5.4碳納米/無機有機復合材料修飾電極1755.6碳納米材料修飾電極發展方向1775.6.1碳納米材料的化學修飾1785.6.2碳納米材料的化學摻雜1785.6.3碳納米材料的表面功能化1795.6.4碳納米材料的潛在應用180參考文獻181第6章 碳納米材料在生命電分析化學中的應用1866.1電化學生物傳感器簡介1866.1.1電化學生物傳感的基本原理1866.1.2電化學生物傳感的主要方法1876.1.3電化學生物傳感的研究任務1886.1.4電化學生物傳感的發展趨勢1886.2碳納米材料的生物傳感功能1896.2.1電子傳輸作用1896.2.2界面電催化作用1896.2.3修飾物的固定作用1906.2.4選擇性作用1906.3電化學生物傳感的研究對象1916.3.1生物小分子1916.3.2神經遞質1926.3.3蛋白質1926.3.4核酸1946.3.5細胞1956.4基于碳納米纖維的生命電分析化學1966.4.1生物小分子1966.4.2神經遞質1976.4.3蛋白質1976.4.4核酸1986.4.5細胞1996.5基于碳納米管的生命電分析化學1996.5.1生物小分子1996.5.2神經遞質2006.5.3蛋白質2006.5.4核酸2036.5.5細胞2046.6基于介孔碳的生命電分析化學2056.6.1生物小分子2056.6.2神經遞質2066.6.3蛋白質2066.6.4核酸2076.6.5細胞2086.7基于石墨烯的生命電分析化學2086.7.1生物小分子2086.7.2神經遞質2096.7.3蛋白質2106.7.4核酸2116.7.5細胞212參考文獻213第7章 碳納米材料在環境電分析化學中的應用2187.1環境電分析化學簡介2187.1.1環境電分析化學基本原理2197.1.2環境電分析化學研究方法2207.1.3環境電分析化學研究任務2217.1.4環境電分析化學發展趨勢2227.2碳納米材料的環境分析功能2237.2.1電子傳輸作用2237.2.2電催化作用2247.2.3穩定性作用2257.2.4選擇性作用2267.3環境電分析化學研究對象2267.3.1重金屬離子2277.3.2無機陰離子2287.3.3有機污染物2297.3.4其它典型污染物2317.4基于碳納米管的環境電分析化學2327.4.1重金屬離子2327.4.2無機陰離子2337.4.3有機污染物2347.4.4其它典型污染物2357.5基于介孔碳的環境電分析化學2377.5.1重金屬離子2377.5.2無機陰離子2377.5.3有機污染物2387.5.4其它典型污染物2397.6基于石墨烯的環境電分析化學2407.6.1重金屬離子2407.6.2無機陰離子2417.6.3有機污染物2427.6.4其它典型污染物244參考文獻245第8章 碳納米材料在藥物電分析化學中的應用2488.1藥物電分析化學簡介2488.1.1藥物電分析化學基本原理2498.1.2藥物電分析化學研究方法2508.1.3藥物電分析化學研究任務2518.1.4藥物電分析化學發展趨勢2528.2碳納米材料的藥物分析功能2538.2.1電子傳輸作用2538.2.2電催化作用2548.2.3穩定性作用2558.2.4選擇性作用2558.3藥物電分析化學研究對象2568.3.1抗生素類藥物2578.3.2抗病毒類藥物2588.3.3鎮痛類藥物2588.3.4激素類藥物2598.4基于碳納米管的藥物電分析化學2608.4.1抗生素類藥物2608.4.2抗病毒類藥物2618.4.3鎮痛類藥物2628.4.4激素類藥物2638.5基于介孔碳的藥物電分析化學2648.5.1抗生素類藥物2648.5.2抗病毒類藥物2658.5.3鎮痛類藥物2668.5.4激素類藥物2668.6基于石墨烯的藥物電分析化學2678.6.1抗生素類藥物2678.6.2抗病毒類藥物2688.6.3鎮痛類藥物2698.6.4激素類藥物270參考文獻272