纳米材料化学及其应用PDF电子书下载

第1章　基本概念 1

1.1　纳米材料导论 1

1.1.1　纳米材料的特性 2

1.1.2　纳米材料表现出的奇特性质 3

1.2　材料化学的基本概念 4

1.2.1　材料化学的内涵 4

1.2.2　材料设计 5

1.2.3　分子设计 5

1.3　纳米材料化学导论 5

参考文献 7

第2章　纳米材料的制备化学 8

2.1　纳米材料制备概述 8

2.2　化学气相法 9

2.2.1　化学气相反应法 9

2.2.2　化学气相凝聚法 13

2.2.3　化学气相沉积法 14

2.2.4　惰性气体蒸发法 14

2.3　化学液相法 19

2.3.1　沉淀法 19

2.3.2　水解法 20

2.3.3　喷雾法 21

2.3.4　溶剂热法 21

2.3.5　氧化还原法 22

2.3.6　微乳液法 23

2.3.7　溶胶-凝胶法 24

2.3.8　模板法 25

2.4　化学固相法 26

2.4.1　热分解法 27

2.4.2　固相反应法 27

参考文献 28

第3章　纳米材料的表征 30

3.1　原子力显微镜 30

3.1.1　原子力显微镜基础知识 30

3.1.2　原子力显微镜操作模式 34

3.1.3　原子力显微镜在纳米材料研究中的应用 40

3.2　俄歇电子能谱 43

3.2.1　俄歇电子能谱基础知识 43

3.2.2　俄歇电子能谱实验技术 47

3.2.3　俄歇电子能谱分析技术 48

3.2.4　俄歇电子能谱在纳米材料研究中的应用 54

3.3 X射线结构分析技术 65

3.3.1 X射线衍射基础知识 65

3.3.2 X射线衍射实验技术 67

3.3.3 X射线衍射在纳米材料研究中的应用举例 72

3.4　振动光谱分析技术 81

3.4.1　红外光谱 82

3.4.2　拉曼光谱 85

3.5　粒度分析技术 88

3.5.1　激光粒度分析法 88

3.5.2　沉降法粒度分析 89

3.5.3　电超声粒度分析法 90

3.6　近场光学显微镜 90

3.6.1　基础知识 90

3.6.2　应用举例 92

参考文献 92

第4章　纳米超分子化学 95

4.1　基本概念 95

4.2　分子自组装及应用 98

4.2.1　冠状化合物的分子组装 98

4.2.2　环糊精的分子组装 102

4.2.3　杯芳烃的分子组装 103

4.2.4　其他合成受体的分子组装 104

4.2.5　环肽的分子组装 105

4.2.6　纳米材料的应用实例 106

4.3　分子机器 106

4.3.1　分子机器的化学构件 107

4.3.2　分子机器的一些类型 111

4.3.3　展望 113

参考文献 113

第5章　纳米材料在石油与化工行业中的应用 115

5.1　纳米技术在油田中的应用 115

5.1.1　纳米技术在驱油中的应用 115

5.1.2　纳米技术在钻井液完井液中的应用 116

5.1.3　纳米技术在增注剂方面的应用 117

5.1.4　纳米技术在采油堵水中的应用 118

5.1.5　纳米技术在破乳剂中的应用 119

5.1.6　纳米技术在油田污水处理中的应用 119

5.1.7　纳米粒子在石油管丝扣油润滑添加剂中的应用 120

5.1.8　纳米技术在油田其他方面的应用 120

5.2　纳米材料在化工行业中的应用 120

5.2.1　纳米材料在催化领域的应用 120

5.2.2　纳米材料在高分子材料中的应用 123

5.2.3　纳米材料在化妆品中的应用 126

5.2.4　纳米材料在粘合剂和密封胶改性中的应用 131

5.2.5　纳米材料在油墨改性中的应用 131

参考文献 132

第6章　纳米材料在电子信息领域中的应用 135

6.1　纳米电子学的应用 135

6.1.1　传统集成电路的极限与纳米集成电路的应用 135

6.1.2　纳米技术在微电子学中的应用 137

6.2　纳米光材料 137

6.2.1　纳米材料的光学性能 137

6.2.2　纳米晶太阳能电池 139

6.2.3　纳米发光功能材料 141

6.2.4　光子晶体和光子存储 143

6.2.5　量子点激光器 147

6.2.6　光电脑 150

6.3　纳米磁性材料 150

6.3.1　巨磁阻材料 150

6.3.2　磁记录材料 151

6.3.3　纳米微晶软磁材料 153

6.3.4　纳米微晶稀土永磁材料 154

6.3.5　新型的磁性液体 154

6.3.6　纳米磁制冷工质 156

6.4　纳米技术在自组装上的应用 156

参考文献 157

第7章　纳米材料在军事及航空航天领域中的应用 158

7.1　纳米材料在武器装备中的应用 158

7.1.1　纳米技术在武器装备中的技术进展 158

7.1.2　纳米材料在武器中的应用举例 159

7.2　纳米材料在航空航天领域的应用 162

7.2.1　纳米材料在航天器结构材料上的应用 162

7.2.2　纳米材料在航天器功能材料上的应用 163

7.3　纳米吸波材料 167

7.3.1　纳米技术在吸波材料中的应用 167

7.3.2　纳米吸波材料概述 167

7.3.3　纳米吸波材料吸收剂的分类 168

7.3.4　纳米吸波材料的制备及其应用 170

7.4　纳米传感材料 174

7.5　纳米技术对未来战争的影响 175

参考文献 176

第8章　纳米材料在生物医药领域的应用 179

8.1　纳米医药技术 179

8.1.1　载荷纳米粒的脑内递药系统 179

8.1.2　隐形纳米粒的靶向性 180

8.1.3　纳米医药技术在恶性肿瘤的治疗应用 181

8.2　纳米给药技术 184

8.2.1　纳米药学的研究内容与特点 184

8.2.2　纳米抗菌药物 186

8.2.3　纳米微粒药物 186

8.2.4　表面进行分子包敷的磁性纳米粒子药物 187

8.2.5　纳米中药 187

8.3　纳米生物技术 188

8.3.1　纳米生物材料 188

8.3.2　生物芯片技术 189

8.3.3　分子马达 189

8.3.4　纳米探针 190

8.4　纳米诊疗技术 191

8.4.1　临床诊断与监测 191

8.4.2　临床治疗 193

参考文献 196

第9章　纳米材料在纺织品行业中的应用 199

9.1　功能性纤维 199

9.1.1　抗菌除臭纤维／织物 199

9.1.2　抗紫外线化纤织物 202

9.1.3　反射红外线（含抗红外线）型化纤 204

9.1.4　抗静电产品 205

9.1.5　二元协同纳米界面材料 206

9.1.6　其他纳米纺织功能材料 206

9.2　智能纺织 207

9.3　纳米技术在印染上的应用 208

9.4　纳米纺织物产业化前景 209

参考文献 209

第10章　纳米材料在建筑行业中的应用 211

10.1　在陶瓷中的应用 211

10.1.1　纳米陶瓷的性能 211

10.1.2　纳米陶瓷的制备 212

10.1.3　典型的纳米陶瓷——TiO2纳米陶瓷 214

10.1.4　纳米复相陶瓷 220

10.2　在涂料中的应用 223

10.2.1　纳米涂料的分类 223

10.2.2　纳米涂料在国内外开发应用的现状 226

10.2.3　纳米涂料的制备技术 229

10.2.4　纳米涂料领域现存的问题 230

10.2.5　纳米涂料领域的应用展望 230

10.3　纳米材料在建材工业中的应用 231

10.3.1　纳米光触媒建材涂料 231

10.3.2　粘合剂和密封胶 231

10.3.3　纳米抗菌地板 231

10.3.4　纳米碳酸钙原位聚合PVC树脂 232

10.4　在混凝土中的应用 232

10.4.1　混凝土材料的发展趋势 232

10.4.2　纳米材料在水泥混凝土中的应用 233

参考文献 235

第11章　纳米材料在金属表面改性中的应用 238

11.1　纳米颗粒对涂覆层的功能改性 238

11.1.1　纳米化学复合镀 238

11.1.2　纳米复合电镀 241

11.1.3　纳米离子镀膜技术（物理气相沉积） 246

11.1.4　纳米热喷涂技术 247

11.1.5　纳米电刷镀技术 247

11.2　材料表面的纳米晶化 247

11.2.1　钢铁材料表面自身纳米晶化的研究现状 248

11.2.2　钢铁材料表面自身纳米晶化的应用前景 249

11.2.3　纳米晶化在电化学防护中的应用 250

11.3　减摩技术中纳米颗粒的原位动态修复 251

11.3.1　纳米添加剂技术 251

11.3.2　纳米固体润滑干膜技术 252

参考文献 253

第12章　纳米材料在环境保护方面的应用 255

12.1　纳米技术在治理有害气体方面的应用 255

12.1.1　空气中硫氧化物的净化 255

12.1.2　汽车尾气净化催化剂 255

12.1.3　石油脱硫催化剂 256

12.1.4　纳米燃油添加剂 256

12.1.5　煤炭用助燃催化剂 257

12.2　纳米过滤技术 257

12.3　纳米TiO2与环境保护 258

12.3.1　纳米TiO2的特性 258

12.3.2　纳米TiO2在水处理方面的应用 259

12.3.3　纳米TiO2在空气净化方面的应用 260

12.3.4　纳米TiO2在处理固体废弃物方面的应用 261

12.3.5　纳米自清洁玻璃 261

12.4　在其他环保领域的应用 265

12.4.1　噪声控制 265

12.4.2　防止电磁辐射 265

12.5　膨润土——天然纳米材料在环保和荒漠化治理中的应用 265

12.5.1　膨润土在环境保护中的应用 266

12.5.2　膨润土在废气处理中的应用 266

12.5.3　膨润土在软水剂、澄清剂中的应用 267

12.5.4　膨润土在沙漠化治理中的应用 267

12.6　碳纳米管在环境保护中的应用 268

12.6.1　碳纳米管的结构与性质 268

12.6.2　碳纳米管在环境保护中的应用 269

参考文献 271