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内容简介

本书是为材料、化工与环境相关专业的本科生、研究生和从事碳材料相关领域的工程技术人员提供的一本基础教程。结合编者们多年的教学与科研实践，全书共分为6章：第1章主要讲述碳材料的分类及发展简史。第 2章则主要介绍各种碳材料的基本化学键结构、碳层单元排布及纳米织构等基础知识；描述了各种碳材料的常用制备方法及包括碳层间距、微晶尺寸、磁致电阻等表征各种碳材料结构与性能的基本参量。归纳总结了碳材料中的各种杂原子掺杂规律及其高结晶碳材料的石墨化规律。第3章的主要内容包括人造石墨与天然石墨、凝析石墨、高定向热解石墨，硬碳与软碳、活性碳、柔性石墨纸、炭黑与类玻璃碳等各种传统碳材料。第4章从富勒烯的发现历史、富勒烯的制备方法、分离提纯技术、富勒烯的结构与表征分析方法及富勒烯的物理化学性质和应用领域等方面全面介绍了富勒烯相关的基础知识，加深读者对富勒烯的认识和理解。同时该章节的内容可为从事富勒烯应用开发工作的读者提供参考，激发人们对富勒烯领域尚未解决的关键科学和技术问题的深刻思索，进一步推进富勒烯的基础研究和产业化应用。第 5章主要包括碳纳米管的结构、性能、制备及其应用，从分析碳纳米管的种类与结构出发，介绍碳纳米管的性能与缺陷之间的关系，重点阐述碳纳米管的制备技术和生长控制机理，以及碳纳米管产品的纯化与功能化处理，并讲述了碳纳米管的实际与潜在应用、存在问题和展望。本章从内容上力求简明扼要，抓住本质与精华，通过列举典型实例讲解碳纳米管结构、制备与性能之间的内在联系，书中一些实例也是编者科研工作的成果，方便学生对碳纳米管基础知识的快速掌握。第6章以“石墨烯”为关键词，在吸收概括本领域知名学者的研究成果的基础上，同时融入作者自己的相关研究工作撰写而成。简要介绍了石墨烯、石墨烯纳米带、石墨烯量子点及石墨炔的结构与性能、制备方法、分析测试技术及潜在应用领域等。

作者简介

刘晓旭，男，陕西科技大学材料学院教授/博导，材料物理系主任，2014年入选哈尔滨市青年创新人才支持计划，2015年入选黑龙江省普通本科高等学校青年创新人才培养计划；2016年获得黑龙江省留学归国人员择优资助（特别资助），2017年经公开答辩，主持的青年基金被国家自然基金委工材五处授予优秀结题项目，2018年入选陕西省“高层次人才”计划。

第1章碳材料概论 1.1 碳材料简介 1.2 碳材料简史 1.3 碳材料分类 1.3.1 传统碳材料 1.3.2 新碳材料 1.3.3 纳米碳 1.4 本章小结参考文献第2章碳材料科学基础 2.1 碳材料的化学键结构 2.2 碳材料结构单元排布 2.2.1 碳层堆叠 2.2.2 结构表征 2.3 传统的碳化法制备碳材料 2.3.1 碳化和石墨化 2.3.2 碳层排布 2.4 碳材料制备 2.4.1 传统碳材料的制备 2.4.2 模板法 2.4.3 聚合物混合法 2.4.4 静电纺丝法 2.4.5 压力碳化 2.4.6 高产率碳化 2.4.7 低温碳化 2.5 碳材料中杂原子掺杂 2.5.1 杂原子掺杂的可能 2.5.2 碳的插层化合物 2.5.3 碳材料中的B与N掺杂 2.6 高结晶碳材料制备方法——碳材料石墨化 2.6.1 结构参数 2.6.2 石墨化行为 2.7 本章小结参考文献第3章传统碳材料概论 3.1 人造石墨与天然石墨 3.1.1 人造石墨的生产 3.1.2 人造石墨的典型应用 3.1.3 天然石墨 3.2 凝析石墨 3.3 高定向热解石墨（HOPG） 3.4 由聚酰亚胺薄膜衍生的石墨薄膜 3.5 硬碳与软碳 3.5.1 硬碳 3.5.2 软碳 3.6 活性炭 3.6.1 活性炭纤维 3.6.2 分子筛碳 3.6.3 双电层电容器用多孔碳 3.6.4 合成不同孔隙结构活性炭的新技术

碳材料科学

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