第1章 绪论 1
1.1 纳米科技的发展和制备技术的形成 1
1.2 纳米材料的定义、分类和特征 5
1.3 纳米制备技术的种类和进展 11
参考文献 17
第2章 纳米材料的基本结构特性和纳米材料的设计 18
2.1 纳米材料基本单元的结构 18
2.1.1 原子团簇 18
2.1.2 纳米微粒 19
2.1.3 人造原子（量子点） 20
2.1.4 碳纳米管、纳米棒、纳米丝和纳米线 21
2.1.5 纳米薄膜 23
2.2 纳米材料的特性 24
2.2.1 基本物理效应 24
2.2.2 扩散、晶化及烧结特性 26
2.2.3 光学特性 27
2.2.4 电阻和电磁特性 29
2.2.5 量子光电和介电特性 29
2.2.6 热学和力学特性 31
2.3 新材料设计的手段和方法 32
2.3.1 计算机分子模拟 32
2.3.2 原理和方法 36
参考文献 39
第3章 纳米材料形成的基本原理 40
3.1 纳米微粒形成机理 40
3.1.1 机械粉碎法制备的纳米微粒形成机理 40
3.1.2 蒸发过程中纳米微粒的形成机理 43
3.1.3 气相化学反应中颗粒的生成及机理 44
3.1.4 液相化学合成纳米颗粒形成及抗聚集机制 47
3.2 纳米管的形成机制 49
3.2.1 催化热解法机制 49
3.2.2 电弧法或激光蒸发法机制 51
3.2.3 单壁碳纳米管形成机制 52
3.3 纳米薄膜形成机制 56
3.3.1 气体在固体表面的撞击和吸附 56
3.3.2 表面扩散 58
3.3.3 薄膜的形核和成膜 59
参考文献 61
第4章 微、纳米颗粒的物理制备技术 62
4.1 机械粉碎 64
4.1.1 传统的机械粉碎 66
4.1.2 高能球磨 68
4.1.3 高速气流粉碎 75
4.2 气相沉积 78
4.2.1 热蒸发法 79
4.2.2 流动油面上的真空蒸发沉积 82
4.2.3 等离子体蒸发沉积 84
4.2.4 激光蒸发沉积 89
4.2.5 电子束蒸发沉积 91
4.2.6 电弧放电加热蒸发法 93
4.2.7 高频感应加热蒸发法 95
4.2.8 离子溅射法 97
参考文献 98
第5章 化学方法制备纳米颗粒 100
5.1 液相反应制备纳米颗粒 100
5.1.1 沉淀法 100
5.1.2 水热法和溶剂热法 111
5.1.3 雾化水解法和喷雾热解法 114
5.1.4 溶胶-凝胶法 116
5.1.5 微乳液法 127
5.2 气相化学沉积制备纳米颗粒 132
5.2.1 气相化学沉积的基本过程 132
5.2.2 热管炉加热化学气相反应法 134
5.2.3 等离子体化学反应沉积纳米颗粒 139
参考文献 145
第6章 制备纳米颗粒的其他综合方法 146
6.1 激光诱导气相化学反应法 146
6.1.1 激光气相化学反应法制备纳米颗粒的原理 147
6.1.2 激光化学气相反应制备纳米微粒的实验装置 150
6.1.3 激光化学气相反应法制备纳米微粒的过程 153
6.1.4 激光化学气相反应制备纳米微粒的技术控制 154
6.2 电弧电流法制备纳米颗粒 157
6.3 辐射法制备纳米颗粒 159
6.4 冷冻干燥法制备纳米颗粒 161
参考文献 164
第7章 纳米颗粒的表面改性和修饰处理 165
7.1 纳米颗粒表面修饰改性的目标与方法概述 166
7.1.1 纳米微粒的表面修饰改性的目标 166
7.1.2 纳米颗粒表面修饰改性的方法的基本类型 168
7.2 纳米颗粒的无机包覆及表面修饰改性 168
7.2.1 金属的包覆及表面改性 169
7.2.2 无机化合物的包覆及表面改性 170
7.3 纳米颗粒的有机包覆及表面修饰改性 172
7.3.1 小分子有机物的包覆及表面处理 172
7.3.2 高分子聚合物包覆及表面改性 174
7.4 防止纳米颗粒团聚的表面处理 180
7.4.1 慢氧化处理 181
7.4.2 表面包覆与表面改性 182
7.4.3 防团聚剂 182
7.4.4 溶剂贮存 182
7.4.5 直接成材 183
7.4.6 纳米颗粒制备中的安全处理 183
参考文献 183
第8章 一维纳米材料（管、线、棒）的制备 185
8.1 单壁纳米碳管 186
8.1.1 电弧法 187
8.1.2 激光蒸发法 189
8.1.3 催化热解法 190
8.1.4 太阳能法 191
8.2 双壁纳米碳管的制备 192
8.2.1 富勒烯充填处理法 192
8.2.2 电弧放电法 193
8.2.3 流动催化法 193
8.3 多壁纳米碳管的制备 195
8.3.1 电弧法 195
8.3.2 催化热解法 196
8.3.3 其他方法 200
8.4 纳米线（丝）的制备方法 201
8.4.1 物理法 201
8.4.2 化学法 204
8.5 纳米棒 211
8.5.1 物理蒸发法 211
8.5.2 微乳液法 212
8.5.3 水热法 213
8.5.4 模板法 213
参考文献 214
第9章 二维纳米材料（纳米薄膜）的制备 217
9.1 真空蒸发法 219
9.2 溅射法 222
9.2.1 射频溅射 222
9.2.2 磁控溅射 224
9.3 微波法 227
9.4 分子束外延 229
9.5 溶胶-凝胶法 232
9.6 化学气相沉积 236
9.7 金属有机化学气相沉积 239
9.8 电化学法 243
参考文献 245
第10章 纳米固体（三维）材料的制备方法 247
10.1 纳米金属与合金材料的制备 248
10.1.1 惰性气体蒸发、原位加压制备法 248
10.1.2 高能研磨结合加压成块法 250
10.1.3 非晶晶化法 252
10.2 纳米陶瓷的制备 255
10.2.1 无压力烧结 255
10.2.2 热压烧结法 257
10.2.3 微波烧结法 262
参考文献 264
第11章 纳米复合材料的制备 266
11.1 无机纳米复合材料的制备 267
11.1.1 溶胶-凝胶法 267
11.1.2 高能球磨法 269
11.1.3 气相沉积法 271
11.2 有机-无机纳米复合材料的制备 272
11.2.1 插层复合法 274
11.2.2 溶胶-凝胶法 278
11.2.3 纳米粒子直接分散法 282
11.2.4 原位分散聚合复合法 283
11.2.5 超临界流体注入法 285
参考文献 287
第12章 纳米结构材料的制备 289
12.1 纳米结构和分子自组装 290
12.1.1 纳米结构自组装 290
12.1.2 分子自组装 292
12.2 LB膜技术 295
12.2.1 LB膜的制备原理和成膜材料 295
12.2.2 制膜基本过程 296
12.2.3 成膜方式的选择 297
12.3 模板法 299
12.3.1 模板的制备和分类 299
12.3.2 纳米结构模板合成法 300
12.3.3 纳米阵列模板合成法 302
12.4 纳米孔结构材料 304
12.4.1 微孔材料的制备 304
12.4.2 介孔材料的制备 308
12.4.3 大孔材料的制备 310
12.5 其他纳米结构材料的制备 314
12.5.1 单电子晶体管的制备 314
12.5.2 半导体量子点的制备 316
12.5.3 碳纳米管有序阵列的制备 316
12.5.4 纳米粒子和离子团与沸石的组装体系的制备 317
参考文献 320
第13章 纳米材料的检测分析技术 324
13.1 化学组成和晶态分析 324
13.1.1 常规化学分析法 324
13.1.2 特征X射线分析法 324
13.1.3 原子光谱分析法 326
13.1.4 质谱法 327
13.1.5 中子活化分析 327
13.1.6 晶态的表征 327
13.2 纳米颗粒的表征和测量 328
13.2.1 颗粒的粒径和分布 328
13.2.2 粒径测试方法 331
13.3 纳米团聚体的表征及表面分析 335
13.3.1 比表面积法 335
13.3.2 压汞法 336
13.3.3 团聚系数法和瓶颈数法 338
13.3.4 素坯密度-压力法 339
13.3.5 表面分析 340
13.4 纳米碳管的检测 342
13.4.1 纳米碳管的孔结构及比表面 342
13.4.2 X射线衍射 343
13.4.3 电子衍射 344
13.4.4 拉曼光谱 344
13.5 热分析技术 344
13.5.1 差热分析 345
13.5.2 热重分析 348
13.5.3 高温X射线分析 349
13.5.4 综合热分析 350
13.6 振动光谱分析技术 351
13.6.1 分子的振动光谱 352
13.6.2 红外光谱 353
13.6.3 拉曼光谱 355
13.6.4 紫外-可见吸收光谱 356
13.7 电子显微镜和显微结构分析 357
13.7.1 透射电子显微镜 358
13.7.2 扫描电子显微镜 360
13.7.3 扫描隧道显微镜 361
13.7.4 原子力显微镜 364
参考文献 367