纳米材料化学 简明教程PDF电子书下载

0 绪论纳米科技及发展简史 1

0.1 纳米科技与纳米材料 1

0.2 从诺贝尔奖中寻觅纳米科技发展的踪迹 2

0.3 从全球性一些重要科技期刊的发展史看纳米材料研究的旺盛活力 5

0.4 纳米材料学是一年轻但具有深厚积淀的学科 6

思考题与习题 6

参考文献 7

第1章 纳米材料的重要特性 8

1.1 纳米材料与纳米结构 8

1.1.1 关于纳米材料与纳米结构 8

1.1.2 纳米材料的微结构及品质评价 9

1.2 重要特性 11

1.2.1表面与界面效应 11

1.2.2小尺寸效应 13

1.2.3 量子尺寸效应 14

1.2.4 宏观量子隧道效应 16

1.2.5 纳米材料的可见光谱学 16

思考题与习题 19

参考文献 20

第2章 纳米材料的制备 21

2.1 关于纳米材料的制备 21

2.2 物理方法制备纳米材料 22

2.2.1 应用特殊的加热手段 22

2.2.2气体冷凝法 23

2.2.3等离子体法 23

2.2.4 机械研磨 25

2.2.5高温高压法 26

2.2.6原子能辐照 26

2.3 化学方法制备纳米材料 27

2.3.1 化学方法制备纳米材料的基本思想 27

2.3.2化学沉积法 30

2.3.3水热及溶剂热法 32

2.3.4 微乳液法 34

2.3.5 sol-gel法 35

2.3.6 气－液－固（VLS）法 36

2.3.7纯粹固相化学反应法 37

2.3.8其他的一些物理化学手段 38

2.4 一些纳米材料制备的研究进展 39

2.4.1模板合成法 40

2.4.2 CVD法的延伸与拓展 40

2.4.3 sol-gel法的发展 42

2.4.4 相转移法 44

思考题与习题 45

参考文献 46

第3章 纳米材料结构表征 47

3.1 纳米材料结构的XRD表征 47

3.1.1 关于XRD谱图 47

3.1.2 谢乐公式 48

3.1.3 纳米薄膜的XRD表征 50

3.2 纳米材料结构的气体吸附法表征 53

3.2.1 比表面积的BET法测定 53

3.2.2孔径分布测定 55

3.3 纳米材料结构的显微观察 56

3.3.1 纳米材料结构的电子显微观察 57

3.3.2 纳米材料结构表征的STM和AFM技术 61

3.4 XRD与TEM对纳米材料结构的综合分析 66

3.4.1 一次纳米粒子与二次纳米粒子 66

3.4.2 粒径分布 67

3.4.3 XRD与HRTEM 67

3.4.4 XRD与ED 68

3.4.5 有序结构纳米材料的表征 71

思考题与习题 73

参考文献 74

第4章 纳米材料晶体学 76

4.1 关于ZnO的六方晶型 76

4.2 表面缺陷 77

4.3 纳米晶体生长的取向性 79

4.4 纳米材料晶体学研究若干进展 80

4.4.1 纳米晶体表面原子数的计算 80

4.4.2 介晶结构 82

4.4.3 超晶格 84

4.4.4 锐钛矿型纳米TiO2晶体晶面的控制性生长 86

4.4.5 纳米催化剂活性因素研究及新进展 89

思考题与习题 90

参考文献 90

第5章 纳米材料磁学 92

5.1 有关磁学的一些基本概念 93

5.1.1 材料的磁性及居里温度 93

5.1.2 磁滞回线及相关概念 95

5.1.3 磁能、磁各向异性和磁畴 95

5.2 磁性纳米材料 96

5.3 纳米材料特殊的磁性质 97

5.3.1 各向异性 97

5.3.2 磁性长度 98

5.3.3 磁畴 98

5.3.4 超顺磁性 101

5.3.5 交换作用 102

5.3.6 居里温度 103

思考题与习题 104

参考文献 105

第6章 纳米材料电子学与光电子学 106

6.1 从计算机技术的发展过程谈起 106

6.1.1计算机存储技术 107

6.1.2 计算机控制和运算技术 109

6.2 纳米材料电子学重要理论基础 112

6.2.1 单电子输运理论 112

6.2.2弹道输运理论 113

6.2.3压电效应 113

6.3 纳米材料电子学研究进展简介 113

6.3.1 纳米尺度集成电路发展的障碍及解决对策 113

6.3.2 纳米发电机 115

6.4 纳米材料光电子学简介 115

6.4.1 能隙 115

6.4.2发光纳米半导体材料 116

思考题与习题 118

参考文献 119

第7章 纳米材料生物学 120

7.1 生物领域中的纳米材料和纳米结构 120

7.1.1 DNA的纳米结构 121

7.1.2 蛋白质的纳米结构 121

7.1.3 病毒 122

7.1.4 动植物界丰富的纳米结构 125

7.2 纳米机器 126

7.2.1 天然的纳米机器——DNA 127

7.2.2 生物分子马达 127

7.3 生物识别技术 129

7.3.1 基于纳米金的识别技术 129

7.3.2 量子点 130

7.4 纳米材料生物学研究进展 132

7.4.1 蛋白质结构形态的改变 132

7.4.2 核酸作模板制备纳米材料 132

思考题与习题 133

参考文献 134

第8章 自组装与超分子结构 135

8.1超分子化学 135

8.2 自组装的概念 136

8.3 一些重要的超分子结构 140

8.3.1单分子薄膜 140

8.3.2 金属有机化合物和配合物 141

8.3.3 有机物 143

8.3.4 其他 151

思考题与习题 153

参考文献 154

第9章 重要的纳米材料 155

9.1 单质 156

9.1.1 碳纳米材料 156

9.1.2 金属 162

9.2 二元无机非金属化合物 162

9.2.1 氧化物 163

9.2.2硫化物 166

9.2.3 其他 166

9.3 二元金属纳米材料 168

9.4 其他无机化合物 169

9.4.1硅酸盐纳米材料 169

9.4.2钙钛矿型晶体 170

9.4.3 尖晶石型晶体 171

9.4.4 烧绿石型晶体 172

9.5 有机物 174

思考题与习题 175

参考文献 177

第10章 纳米材料的应用 178

10.1 金属纳米材料 178

10.1.1 力学性能 178

10.1.2 软磁性能 179

10.1.3 催化性能 179

10.1.4储氢性能 179

10.2 磁性液体 180

10.2.1 磁性液体及其性能 180

10.2.2磁性液体的应用 180

10.3纳米复合材料 180

10.3.1 在医学、生物领域中的应用 181

10.3.2纳米催化剂 184

10.3.3 高分子／纳米复合材料 186

10.4纳米器件与装置 188

10.4.1 新型太阳能电池 188

10.4.2 光催化 190

10.4.3 传感器 192

思考题与习题 194

参考文献 194

第11章 纳米材料研究英文论文的写作及范例50句 195

11.1 标题 196

11.2 摘要 197

11.3 前言 199

11.4实验部分 201

11.5结果和讨论 202

11.6 结论 204

11.7其他部分 205

思考题与习题 206

参考文献 207

附录 部分思考题与习题参考答案 209