第1章 （电）化学性能优异的富氮多孔纳米结构碳材料的嵌段共聚物模板法制备 1
1.1引言 1
1.2石墨烯边缘的电子特性 2
1.3石墨烯边缘功能化 3
1.3.1后热解氮掺杂 3
1.3.2含氮前体的热解 3
1.3.3聚丙烯腈 4
1.4嵌段共聚物模板法制备含氮石墨边缘的高比表面积氮掺杂碳材料 4
1.5富氮共聚物模板法制备的介孔碳电化学性能提升的实例 7
1.5.1超级电容器 7
1.5.2无金属氧还原反应 10
1.6 CTNCs作为C02吸收剂 10
1.7结论 12
致谢 12
参考文献 12
第2章 离子液体前体制备功能碳材料 19
2.1引言 19
2.2作为碳前体的离子液体 19
2.3氮掺杂碳材料 22
2.4由离子液体制备碳材料——碳化过程中的结构变化 23
2.5由离子液体前体制备氮掺杂碳材料 24
2.6工艺、成型及功能化 27
2.7低共熔溶剂——制备碳材料的超分子离子液体 29
2.8离子液体衍生碳材料的应用 31
2.9结论 33
参考文献 33
第3章 使用两步烷基化反应对氧化石墨烯进行功能化 39
3.1引言 39
3.2结果与讨论 39
3.3结论 45
致谢 45
补充信息 45
参考文献 46
第4章 石墨烯材料与器件的合理设计 49
4.1引言 49
4.2石墨烯的合成 50
4.3结构-性能关系 51
4.4石墨烯的分离 53
4.5基于石墨烯的催化剂 54
4.6石墨烯的功能化与模板化 57
4.7结论 59
致谢 59
参考文献 60
第5章 超分子合成石墨烯类介晶材料 64
5.1引言 64
5.2液晶前体与液晶相 65
5.2.1热致盘状液晶 66
5.2.2溶致扁平分子堆叠液晶 68
5.3实现组装的方法 69
5.4石墨烯介晶材料及其应用 71
5.5热致与溶致液晶组装方法的对比 74
5.6展望 75
致谢 76
参考文献 76
第6章 单壁碳纳米管六铬配合物的合成与表征 80
6.1引言 80
6.2实验部分 82
6.2.1（η6-SWNT）Cr（CO）3配合物（3a）的合成 82
6.2.2[η6-SWNT-CONH（CH2）17CH3]Cr（CO）3配合物（4a）的合成 83
6.2.3（η6-SWNT）Cr（η6-C6H6）配合物（5a）的合成 83
6.2.4[η6-SWNT-CONH（CH2）17CH3]Cr（η6-C6H6）配合物（6a）的合成 83
6.2.5去配合反应 83
6.2.6电子束金属蒸镀制备的SWNT薄膜的高真空电导率研究 84
6.3结果与讨论 84
6.3.1 SWNT-Cr配合物的合成与键合 84
6.3.2热重分析（TGA）与铬的化学计量比 87
6.3.3透射电子显微镜（TEM） 90
6.3.4中红外光谱（IR） 93
6.3.5 X射线光电子能谱（XPS） 94
6.4拉曼光谱 95
6.4.1紫外-可见-近红外-远红外光谱（UV-Vis-NIR-FIR） 97
6.4.2电子束金属蒸镀制备SWNT薄膜的高真空电导率研究 100
6.5结论 101
致谢 102
参考文献 102
第7章 具有奇妙纳米结构和形貌的碳材料的化学合成 107
7.1引言 107
7.2零维碳材料：碳量子点与碳球 108
7.2.1实心碳球 108
7.2.2空心碳球 114
7.2.3核壳结构的碳基复合材料 118
7.3一维（1D）碳材料 120
7.4二维（2D）碳材料：薄膜与功能膜 122
7.5三维（3D）碳材料：宏观体 126
7.5.1溶胶-凝胶法 126
7.5.2纳米浇注法 131
7.5.3碳材料宏观体的自组装制备方法 134
7.5.4双模板制备多级构碳宏观体：纳米浇注与自组装的结合 136
7.6结论与展望 137
致谢 138
参考文献 138
第8章 石墨烯及相关材料的新型辐射诱导性能 148
8.1引言 148
8.2氧化石墨烯的辐照诱导还原 148
8.3纳米图案化 152
8.4石墨烯基材料的蓝光发射 155
8.5激光诱导化学转变中的光热效应 157
8.6石墨烯作为红外光电探测器 160
8.7还原氧化石墨烯作为紫外探测器 163
8.8激光诱导解链碳纳米管制备石墨烯纳米带 165
8.9在二甲基甲酰胺中利用激光诱导剥离法制备石墨烯和其他无机石墨烯类似物 165
8.10结论 169
参考文献 169
第9章 异质富勒烯：掺杂的巴基球 175
9.1引言 175
9.2异质富勒烯（Cn Xm）和氮杂富勒烯（CnNm）及其性质 175
9.2.1氮杂富勒烯 176
9.2.2硼杂富勒烯 176
9.2.3其他异质富勒烯 177
9.3氮杂富勒烯的合成和功能化：概述 180
9.3.1 （C59N）2的合成 180
9.3.2 C59N的自由基功能化 181
9.3.3 C59N＋的亲核功能化 182
9.4最新进展：五加成物C59N（R）5、C58 N2的合成进展，氮杂富勒烯纳米豆荚，内嵌氮杂金属富勒烯和氮杂富勒烯在有机太阳电池中的应用 184
9.4.1五加成物C59N（R）5 184
9.4.2 C58N2的合成进展 187
9.4.3氮杂富勒烯纳米豆荚和内嵌金属（氮杂）富勒烯 189
9.4.4氮杂富勒烯在有机太阳电池与燃料电池中的应用 192
9.5结论 194
致谢 194
参考文献 195
第10章 锂离子电池中的石墨烯无机纳米复合电极材料 201
10.1引言 201
10.2用于LIB的石墨烯/0D无机复合材料 203
10.2.1石墨烯/0D金属氧化物负极材料 204
10.2.2石墨烯/0D锂合金化材料组成的负极材料 208
10.2.3石墨烯/0D复合纳米材料组成的正极材料 211
10.3用于LIB的石墨烯/1D无机复合材料 212
10.4用于LIB的石墨烯/2D无机复合材料 216
10.5结论与未来展望 219
参考文献 220