《氧化石墨烯制备与应用》对氧化石墨烯相关研究成果进行了系统总结和归纳。本书前半部分从氧化石墨烯的化学基础开始,讲述氧化石墨烯的制备、结构、表征(第1章)和还原修饰、改性(第2章与第3章)以及如何将氧化石墨烯进行组装(第4章)。书中后半部分展示了氧化石墨烯在无机复合材料(第5章)、能量存储(第6章)、生物医学(第7章)、水处理(第8章)和光电传感(第9章)等领域中的典型应用及相关影响因素。
本书希望为初步进入该领域的研究生和工程师提供一个关于氧化石墨烯较为系统和全面的介绍。
第1章 氧化石墨烯的制备及表征/001
1.1 合成 002
1.1.1 Brodie’s法 002
1.1.2 Staudenmaier’s法 002
1.1.3 Hummers’法 003
1.1.4 Tour’s法 004
1.1.5 高铁酸钾氧化法 005
1.1.6 电化学制备法 006
1.1.7 其他氧化石墨烯的制备方法 008
1.2 氧化石墨烯的结构研究 008
1.3 氧化石墨烯的光谱特征和结构表征方法 011
1.3.1 氧化石墨烯的光谱特征 011
1.3.2 氧化石墨烯的形态学特征及热稳定性 013
1.4 小结 017
参考文献 018
第2章 氧化石墨的还原/021
2.1 氧化石墨烯还原评价方法 021
2.1.1 光学特征 022
2.1.2 导电性 023
2.1.3 碳氧比 023
2.1.4 其他技术 024
2.2 还原方法与机理 024
2.2.1 热还原 024
2.2.2 光催化还原 028
2.2.3 溶剂热还原 028
2.2.4 电化学还原 029
2.2.5 化学试剂还原 029
2.2.6 植物提取物还原 039
2.2.7 微生物还原 039
2.2.8 蛋白质还原 040
2.2.9 激素还原 040
2.3 小结 041
参考文献 041
第3章 氧化石墨烯的修饰和改性/047
3.1 氧化石墨烯的还原改性 048
3.2 共价修饰改性 048
3.2.1 羧基修饰 049
3.2.2 环氧基团修饰 049
3.2.3 羟基修饰反应 050
3.3 聚合物共价修饰氧化石墨烯表面 051
3.3.1 Graft from接枝修饰方式 051
3.3.2 Graft to修饰改性氧化石墨烯表面 053
3.4 非共价键修饰 055
3.5 氧化石墨烯交联 057
3.6 小结 059
参考文献 059
第4章 氧化石墨烯组装/063
4.1 氧化石墨烯纤维（一维）组装及应用 063
4.1.1 氧化石墨烯纤维的制备及性能研究 064
4.1.2 氧化石墨烯纤维的主要应用 070
4.2 氧化石墨烯薄膜结构组装及应用 072
4.2.1 抽滤成膜法 072
4.2.2 Langmuir-Blodgett(LB)组装法 075
4.2.3 逐层组装法 076
4.2.4 界面诱导自组装 076
4.2.5 旋转涂膜法 077
4.2.6 其他方法 078
4.3 氧化石墨烯三维宏观体结构组装及应用 079
4.3.1 水热法 080
4.3.2 溶剂热法 081
4.3.3 化学还原中的组装 082
4.3.4 三维组装中的交联方法 082
4.3.5 模板法 084
4.3.6 其他方法 085
4.4 小结 086
参考文献 086
第5章 氧化石墨烯基复合材料/094
5.1 氧化石墨烯/高分子复合材料体系 094
5.1.1 制备方法 094
5.1.2 应用 096
5.2 氧化石墨烯/无机非金属复合材料体系 105
5.2.1 力学性能 106
5.2.2 耐久性 109
5.2.3 其他方面 109
5.3 小结 110
参考文献 110
第6章 氧化石墨烯在能量存储中的应用/119
6.1 氧化石墨烯在锂离子电池中应用的研究进展 119
6.1.1 氧化石墨烯用作锂离子电池负极材料 120
6.1.2 氧化石墨烯与负极材料的复合在锂离子电池中的应用 120
6.1.3 氧化石墨烯与正极材料的复合在锂离子电池中的应用 121
6.1.4 氧化石墨烯作为导电添加剂在锂离子电池中应用 122
6.2 氧化石墨烯在超级电容器中的应用 123
6.2.1 氧化石墨烯在双电层电容器中的应用 123
6.2.2 氧化石墨烯在赝电容器中的应用 126
6.3 氧化石墨烯在燃料电池中的应用 128
6.4 氧化石墨烯在太阳能电池中的应用 129
6.5 小结 130
参考文献 131
第7章 氧化石墨烯在生物医学领域中的应用/137
7.1 氧化石墨烯的生物毒性及其机制 137
7.1.1 破坏细胞膜 139
7.1.2 氧化应激 140
7.1.3 其他因素 140
7.2 氧化石墨烯在生物医学领域中的应用 140
7.2.1 作为药物载体的应用 141
7.2.2 抗菌 143
7.2.3 生物成像 146
7.2.4 生物传感器 147
7.2.5 组织工程 148
7.3 小结 149
参考文献 149
第8章 氧化石墨烯在水处理中的应用研究/155
8.1 氧化石墨薄膜对溶液中离子的传输 155
8.2 氧化石墨薄膜对气体和水分子的传输 159
8.3 氧化石墨烯对重金属离子的吸附 161
8.3.1 静电作用 161
8.3.2 络合作用 161
8.3.3 离子交换作用 162
8.3.4 配体交换作用 162
8.4 氧化石墨烯对水中有机污染物的吸附 163
8.5 小结 165
参考文献 166
第9章 氧化石墨烯在光电传感领域的应用/170
9.1 氧化石墨烯和还原氧化石墨烯的光学性质 171
9.1.1 氧化石墨烯的光吸收特性 171
9.1.2 氧化石墨烯的发光特性 172
9.1.3 还原氧化石墨烯的光吸收特性 173
9.1.4 还原氧化石墨烯的发光特性 173
9.1.5 氧化石墨烯量子点 173
9.1.6 荧光淬灭 174
9.1.7 光学非线性 174
9.2 光电传感领域中的氧化石墨烯 175
9.2.1 氧化石墨烯——光探测器件 175
9.2.2 氧化石墨烯作为新型光源材料 178
9.2.3 氧化石墨烯-光纤传感器件 181
9.3 小结 182
参考文献 182
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