导语

  

内容提要

  

    艾拉特·M.迪米夫、齐格弗里德·艾格勒主编的《氧化石墨烯基本原理与应用》系统地介绍了氧化石墨烯自19世纪起的历史发展沿革，不仅涵盖了氧化石墨烯合成过程机理、结构模型、成分组成、化学性质、能谱表征结果以及功能化修饰等相关内容，同时也介绍了氧化石墨烯在电子传感器件、能源收集存储、薄膜宏观体、复合材料、生物医学、化学催化以及工业化生产方面应用的新研究进展。本书内容全面详尽，内容深度和机理解释客观，是一本学习氧化石墨烯基础原理与相关应用研究的经典著作。
    本书很适合石墨烯功能材料领域化学、材料、物理、生物等学科师生以及研究者参阅。

译者序
原书序
原书前言
本书主编
本书参编
第1部分  基本原理
  第1章  氧化石墨烯的沿革——从起源到石墨烯热潮
    1.1  引言
    1.2  氧化石墨烯制备
      1.2.1  改进和简化氧化石墨烯制备的试验
      1.2.2  石墨的过氧化
      1.2.3  形成机理——首次近似
    1.3  重要含氧官能团的发现以及相关结构模型的发展
      1.3.1  石墨氧化物成分解析
      1.3.2  1930～2006年结构模型的创造
      1.3.3  形成机理的考虑——第二次近似
    1.4  氧化石墨烯性质
      1.4.1  热降解和它的产物
      1.4.2  化学还原反应
      1.4.3  与酸和碱的反应
      1.4.4  “渗透膨胀”：水合作用和胶体形成
      1.4.5  氧化石墨烯的酸性
      1.4.6  插层和功能化反应
      1.4.7  官能团以及它们对氧化石墨烯形成和破坏的反应与关系
    1.5  总结
    参考文献
  第2章  氧化石墨烯的形成机理和化学结构
    2.1  引言
    2.2  结构的基本概念
    2.3  制备方法
    2.4  形成机理
      2.4.1  理论研究和系统复杂性
      2.4.2  第一步：阶段1 H2SO4-GIC的形成
      2.4.3  第二步：阶段1 H2SO4-GIC转化为PGO
      2.4.4  PGO结构
      2.4.5  第三步：PGO的剥离
    2.5  与水接触时PGO化学结构的转变
    2.6  化学结构和酸性的起源
      2.6.1  结构模型和真实的结构
      2.6.2  酸性的来源和动态结构模型
    2.7  缺陷密度和含氧功能化石墨烯
      2.7.1  通过Charpy-Hummers方法含氧功能化石墨烯
      2.7.2  从石墨硫酸含氧功能化石墨烯
    2.8  应对两组分结构模型的挑战
    2.9  块状氧化石墨的结构
    2.10  总结
    参考文献
  第3章  表征技术
    3.1  氧化石墨烯核磁共振谱
      3.1.1  固态核磁共振谱
      3.1.2  氧化石墨烯的核磁共振谱
      3.1.3  讨论
    3.2  红外谱
    3.3  X射线光电子能谱
    3.4  拉曼谱
      3.4.1  概述
      3.4.2  分子的拉曼谱
      3.4.3  石墨烯、GO和RGO的拉曼谱
      3.4.4  石墨烯的缺陷
      3.4.5  GO 和RGO的拉曼谱
      3.4.6  统计拉曼显微镜(SRM)
      3.4.7  展望
    3.5  显微镜方法
      3.5.1  扫描电子显微镜
      3.5.2  原子力显微镜
      3.5.3  透射电子显微镜
      3.5.4  高分辨率透射电子显微镜
    参考文献
  第4章  氧化石墨烯分散体的流变性
    4.1  氧化石墨烯分散体的液晶特性
      4.1.1  液晶和Onsager理论
      4.1.2  向列相碳纳米材料
    4.2  GO液晶水系分散体的流变特性
      4.2.1  动态剪切特性
      4.2.2  均匀剪切特性
      4.2.3  结构的恢复
      4.2.4  调整GO分散体的流变性以实现可控制备
      4.2.5  具有极大Kerr系数的电光开关
    4.3  与其他体系的比较
      4.3.1  与含水聚合物基质体系比较
      4.3.2  GO和氧化碳纳米管水分散体的比较：维度的作用
    4.4  总结和展望
    参考文献
  第5章  氧化石墨烯的光学性质
    5.1  引言
    5.2  吸收特性
    5.3  拉曼散射
    5.4  光致发光
    5.5  氧化石墨烯的量子点
    5.6  应用
    参考文献
  第6章  氧化石墨烯的功能化与还原
    6.1  引言
    6.2  氧化石墨烯的结构
    6.3  氧化石墨烯的稳定性
      6.3.1  氧化石墨烯的热稳定性
      6.3.2  氧化石墨烯在水溶液中的稳定性及化学性质
      6.3.3  含氧功能化石墨烯的稳定性
    6.4  非共价化学反应
    6.5  共价键化学反应
      6.5.1  主要在平面上发生的反应
      6.5.2  平面上C-C键形成的认识
      6.5.3  边缘处的反应
    6.6  氧化石墨烯的还原与歧化
      6.6.1  还原
      6.6.2  歧化作用
      6.6.3  还原方法
      6.6.4  含氧功能化石墨烯的还原
    6.7  与还原氧化石墨烯的反应
    6.8  氧化石墨烯可控的化学性质
      6.8.1  多分散以及功能化石墨烯的命名
      6.8.2  氧化石墨烯中的硫酸酯——热重分析
      6.8.3  含氧功能化石墨烯的合成修饰
    6.9  讨论
    参考文献
第2部分  应用
  第7章  场效应晶体管、传感器与透明导电膜
    7.1  场效应晶体管
    7.2  传感器
      7.2.1  气体传感器
      7.2.2  湿度传感器
      7.2.3  生物传感器
    7.3  还原氧化石墨烯透明导电膜
    7.4  基于氧化石墨烯的忆阻器
      7.4.1  器件的制备
      7.4.2  转换机理
    参考文献
  第8章  能量收集及存储
    8.1  太阳电池
    8.2  锂离子电池
      8.2.1  概述
      8.2.2  电化学原理
      8.2.3  负极应用
      8.2.4  正极应用
      8.2.5  新兴应用
    8.3  超级电容器
      8.3.1  概述
      8.3.2  电化学基础
      8.3.3  纯碳电极
      8.3.4  赝电容特性的氧化石墨烯基复合电极
    8.4  研究展望及发展机会
    参考文献
  第9章  氧化石墨烯膜应用于分子筛
    9.1  氧化石墨烯膜的出现：两种方式
    9.2  氧化石墨烯膜：基于结构概述
    9.3  氧化石墨烯膜应用于分子筛
    9.4  氧化石墨烯膜应用于水净化和海水淡化领域
    9.5  膜的其他应用
      9.5.1  燃料电池膜
      9.5.2  新一代电池的离子选择性膜
      9.5.3  脱水应用
    9.6  总结及研究展望
    参考文献
  第10章  氧化石墨烯基复合材料
    10.1  引言
      10.1.1  石墨与聚合物
      10.1.2  氧化石墨基复合材料
      10.1.3  碳纳米管与石墨烯（氧化石墨烯）
    10.2  将氧化石墨烯与聚合物混合的原因
      10.2.1  制备高强聚合物：机械性能
      10.2.2  电学性能
      10.2.3  热传导性
      10.2.4  阻隔性能
    10.3  石墨烯与氧化石墨烯
      10.3.1  尺寸效应
      10.3.2  介质对氧化石墨烯结构的影响
      10.3.3  提纯工艺
      10.3.4  热不稳定性
      10.3.5  健康问题
      10.3.6  环境影响
    10.4  总结
    参考文献
  第11章  氧化石墨烯毒理学研究与生物医学应用
    11.1  引言
    11.2  氧化石墨烯毒理性
    11.3  毒理机制
      11.3.1  膜目标
      11.3.2  氧化应激
      11.3.3  其他因素
    11.4  氧化石墨烯生物医学应用
      11.4.1  氧化石墨烯在癌症和细菌感染治疗中的应用
      11.4.2  光热疗法
      11.4.3  氧化石墨烯作为药物载体
    11.5  生物分析应用
    致谢
    参考文献
  第12章  催化
    12.1  引言
    12.2  氧化石墨烯性质
    12.3  氧化活性
      12.3.1  氧化石墨烯的氧化反应
      12.3.2  硫化物氧化
      12.3.3  功能化材料
    12.4  聚合反应
    12.5  氧还原反应
    12.6  Friedel-Crafts和Michael加成
    12.7  光催化
    12.8  其他层状碳基材料和GO复合材料的催化活性
      12.8.1  未功能化碳基纳米材料
      12.8.2  混合催化剂和选择性的应用
    12.9  展望
    参考文献
  第13章  工业化生产氧化石墨烯的挑战
    13.1  引言
    13.2  石墨烯市场的范围和规模
    13.3  氧化石墨烯合成
    13.4  氧化石墨烯生产中的问题
      13.4.1  石墨来源
      13.4.2  反应条件
      13.4.3  处理及提纯
      13.4.4  存储、处理及质量控制
    13.5  现有成就及未来发展方向
    参考文献
术语