目錄
總序
前言
第1章 緒論 1
1.1 碳納米管的結構 1
1.2 碳納米管的制備方法 3
1.2.1 電弧法 3
1.2.2 激光燒蝕法 4
1.2.3 其他制備方法 5
1.3 碳納米管的性質及應用 5
1.3.1 碳納米管的電學性質及應用 6
1.3.2 碳納米管的力學性能 6
1.3.3 碳納米管的光學性能 7
1.3.4 碳納米管的熱學性能 8
1.3.5 碳納米管的場致發(fā)射性能 8
參考文獻 9
第2章 碳納米管的結構、表征及性質 15
2.1 碳納米管的結構 15
2.1.1 碳納米管的幾何結構 16
2.1.2 碳納米管的電子結構 17
2.1.3 碳納米管的聲子結構 19
2.2 碳納米管的表征 20
2.2.1 碳納米管的形貌表征 20
2.2.2 碳納米管的直徑表征 24
2.2.3 碳納米管的電子結構表征 27
2.2.4 碳納米管的螺旋角表征 30
2.2.5 碳納米管的手性表征 32
2.3 碳納米管的性質 40
2.3.1 碳納米管的電學性質 40
2.3.2 碳納米管的力學性質 42
2.3.3 碳納米管的熱學性質 44
2.3.4 碳納米管的光學性質 45
2.3.5 碳納米管的化學性質 46
參考文獻 51
第3章 碳納米管的化學氣相沉積生長 60
3.1 化學氣相沉積技術 61
3.1.1 化學氣相沉積系統(tǒng)的組成 61
3.1.2 化學氣相沉積技術的原理和理論模型 64
3.1.3 化學氣相沉積技術的分類 65
3.1.4 碳納米管的化學氣相沉積制備 68
3.2 碳納米管生長的催化劑 69
3.2.1 催化劑的分類 69
3.2.2 催化劑制備技術 73
3.2.3 催化劑對管壁數(shù)與直徑的影響 78
3.2.4 催化劑對碳納米管結構的影響 80
3.3 碳納米管的生長機理與生長模式 81
3.3.1 碳納米管的氣-液-固和氣-固生長機理 81
3.3.2 碳納米管的生長模式 89
3.4 碳納米管化學氣相沉積生長過程的調控 96
3.4.1 溫度對碳納米管生長的影響 97
3.4.2 氣氛對碳納米管生長的影響 102
參考文獻 106
第4章 碳納米管水平陣列的化學氣相沉積控制制備 111
4.1 碳納米管水平陣列的結構、特性及應用 111
4.1.1 碳納米管水平陣列的結構 111
4.1.2 碳納米管水平陣列的特性及應用 112
4.2 晶格定向法制備碳納米管水平陣列 119
4.2.1 碳納米管水平陣列的分類與生長機理 119
4.2.2 晶格定向法制備高密度水平陣列 128
4.3 氣流誘導法制備碳納米管水平陣列 134
4.3.1 氣流誘導法生長碳納米管的機理 135
4.3.2 超長碳納米管水平陣列的制備 136
4.3.3 壁數(shù)與直徑控制 140
4.3.4 高密度超長碳納米管水平陣列的生長 142
4.3.5 碳納米管水平陣列的光學可視化及可控操縱 144
4.4 電場誘導法制備碳納米管水平陣列 150
4.4.1 電場誘導定向的機理 151
4.4.2 電場誘導碳納米管生長的影響因素 153
參考文獻 157
第5章 碳納米管垂直陣列的化學氣相沉積控制制備 164
5.1 碳納米管垂直陣列的結構、性質及應用 164
5.1.1 碳納米管垂直陣列的結構 164
5.1.2 碳納米管垂直陣列的性質及應用 168
5.2 碳納米管垂直陣列的制備方法及原理 175
5.2.1 浮動催化劑法及原理 175
5.2.2 預沉積催化劑法及原理 176
5.2.3 模板法及原理 179
5.2.4 碳納米管垂直陣列的轉移 180
5.3 單壁碳納米管垂直陣列的制備 181
5.3.1 調控催化劑法 181
5.3.2 水輔助化學氣相沉積法 183
5.3.3 氧輔助化學氣相沉積法 186
5.4 超順排碳納米管垂直陣列的制備 187
5.4.1 超順排碳納米管垂直陣列的結構及應用 187
5.4.2 超順排碳納米管垂直陣列的制備方法 192
5.5 高密度碳納米管垂直陣列的制備 195
5.5.1 調控催化劑法 195
5.5.2 調控緩沖層法 198
5.5.3 后處理法 199
參考文獻 201
第6章 碳納米管宏觀體的控制制備 209
6.1 碳納米管宏觀體簡介 209
6.2 碳納米管三維宏觀體的制備、性質及應用 210
6.2.1 碳納米管三維宏觀體的制備 211
6.2.2 碳納米管三維宏觀體的性質及應用 216
6.3 碳納米管二維宏觀體的制備、性質及應用 218
6.3.1 碳納米管二維宏觀體的制備 218
6.3.2 碳納米管二維宏觀體的性質及應用 223
6.4 碳納米管纖維的制備 230
6.4.1 碳納米管纖維的結構、性質及應用 230
6.4.2 濕法紡絲 232
6.4.3 干法紡絲 235
參考文獻 239
第7章 碳納米管的導電屬性與手性控制制備 247
7.1 金屬/半導體型碳納米管的選擇性生長 247
7.1.1 氣體刻蝕法 248
7.1.2 外場輔助法 253
7.1.3 催化劑設計法 256
7.1.4 碳源調控法 261
7.2 金屬/半導體型碳納米管的分離方法 265
7.2.1 生長后刻蝕法 266
7.2.2 膠帶法 269
7.2.3 溶膠-凝膠色譜法 271
7.2.4 密度梯度超高速離心 273
7.2.5 利用生物分子的選擇性分離方法 275
7.3 特定手性碳納米管的控制制備 279
7.3.1 碳納米管的成核熱力學 279
7.3.2 碳納米管的生長動力學 285
7.3.3 催化劑誘導的手性控制 288
7.3.4 無催化劑的碳納米管外延生長及克隆 296
參考文獻 301
第8章 總結與展望 307
8.1 碳納米管的應用與需求 308
8.2 碳納米管的控制制備方法總結 310
8.2.1 均一管徑碳納米管的制備 311
8.2.2 特定電子結構碳納米管的制備 312
8.2.3 手性可控的碳納米管合成 314
8.2.4 碳納米管聚集態(tài)的控制 317
8.2.5 碳納米管的宏量生產 319
8.3 展望 320
參考文獻 322
關鍵詞索引 327