纳米材料基础(第2版双语版十二五普通高等教育本科国家级规划教材)
内容简介
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本书为“十二五”普通高等教育本科重量规划教材。
为使学生更好地掌握纳米材料的基本概念及基础知识，增强学生跨文化进行专业交流的能力，亦为学生以后阅读专业文献、撰写科研论文做铺垫，本书以中英双语的形式呈现；每章均以英文部分开篇，随后附有专业词汇的音标及释义，然后是对英文部分的中文翻译，以方便学生理解。全书共分为八章，章主要介绍了纳米材料的基本概念及分类，纳米科技的研究进展及近期新成果。第2章为纳米效应的相关概念。第3章是关于纳米材料的力学、热学、磁学及光学性能。第4章重点介绍了“自上而下”和“自下而上”纳米材料的制备方法以及纳米材料的自组装。第5章对纳米材料的表征及纳米制造的常用仪器——扫描隧道显微镜和原子力显微镜的基本原理及操作模式进行了简述。第6章是碳纳米材料的合成。第7章为纳米制造的光刻技术。第8章主要论述纳米技术用于太阳能制氢的新能源研究。
本书可作为高等院校材料类、化学类、化工类、环境类、能源类、电子类等专业的本科生和研究生教材，亦可供相关专业工程技术人员、科研人员参考。
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作者简介
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张耀君，西安建筑科技大学材料科学与工程学院，教授，研究领域：从事于纳米材料的制备与表征；工业催化；有机合成；氢能与新能源的基础性研究工作。科研成果：就纳米材料及新能源领域的研究，在国内国际刊物发表学术论文上百篇。在纳米材料的科研及教学中具有较深厚的学术积淀。教学经历：主讲，纳米材料基础，有机化学，无机材料工艺学，工业催化等本科生及研究生的课程。
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目录
1．IntroductiontoNanoscaleMaterials11．1Introductiontothenanoworld11．2Definitionofnanoscalematerials11．2．1Nanometer11．2．2Definitionofnanoscalematerials21．3Classificationofnanoscalematerials31．3．1Accordingtothespatialdimensionofmaterials31．3．2Accordingtothequantumpropertiesofmaterials41．3．3Accordingtomaterialproperties121．3．4Accordingtotheshapeandchemicalcomposition121．4Nanoscalescienceandtechnology171．5Drivenbyindustrialrevolution171．6Fundamentallimitationsofpresenttechnologies181．7Molecularelectronics181．8Technicalchallengesinfuture181．9Applicationsofnanomaterials201．9．1Waterpurification201．9．2Nanocatalysts201．9．3Nanosensors201．9．4Energy211．9．5Medicalapplications21References23Reviewquestions25Vocabulary251．纳米材料概论311．1纳米世界概述311．2纳米材料的定义311．2．1纳米311．2．2纳米材料的定义311．3纳米材料的分类321．3．1依据材料的空间维度分类321．3．2依据材料的量子性质分类321．3．3依据材料的性能分类371．3．4依据形态和化学组成分类371．4纳米科学与技术381．5工业革命的驱动391．6目前技术的基础性缺陷391．7分子电子学401．8未来的技术挑战401．9纳米材料的应用401．9．1水的净化411．9．2纳米催化剂411．9．3纳米传感器411．9．4能源411．9．5医药中的应用41复习题432．NanometerEffectsofNanoscaleMaterials442．1Smallsizeeffect442．2Quantumsizeeffect452．2．1Relationshipbetweenenergygapandparticlesize452．2．2Application462．3Surfaceeffect472．4Macroscopicquantumtunneleffect482．4．1Ballistictransport482．4．2Tunneling482．4．3Resonancetunneling492．4．4Inelastictunneling502．4．5Tunneleffect502．4．6Macroscopicquantumtunneleffect50References51Reviewquestions51Vocabulary522．纳米材料的纳米效应522．1小尺寸效应532．2量子尺寸效应532．2．1能隙与粒子尺寸的关系532．2．2应用542．3表面效应542．4宏观量子隧道效应552．4．1弹道传输552．4．2隧穿552．4．3共振隧穿552．4．4非弹性隧穿552．4．5隧道效应562．4．6宏观量子隧道效应56复习题563．PropertiesofNanoscaleMaterials573．1Mechanicalproperties573．1．1PositiveHall-Petchslopes573．1．2NegativeHall-Petchslopes573．1．3PositiveandnegativeHall-Petchslopes583．2Thermalproperties593．3Magneticproperties593．4Electronicproperties603．5Opticalproperties623．5．1Photochemicalandphotophysicalprocessesofnanomaterials623．5．2Absorptionandluminescencespectra633．5．3Ultraviolet-visibleabsorptionspectroscopy63References64Reviewquestions65Vocabulary653．纳米材料的性能663．1力学性能663．1．1正的Hall-Petch斜率关系673．1．2负的Hall-Petch斜率关系673．1．3正-负Hall-Petch斜率关系673．2热学性能673．3磁学性能683．4电学性能683．5光学性能693．5．1纳米材料的光化学和光物理过程693．5．2吸收光谱和发光光谱693．5．3紫外-可见吸收光谱70复习题704．SynthesisofNanoscaleMaterials714．1“Top-down”and“bottom-up”approaches714．2Solidphasemethod724．2．1Mechanicallymilling724．2．2Solid-statereaction744．3Physicalvapordeposition(PVD)method754．3．1ThermalevaporationPVDmethod754．3．2Plasma-assistedPVDmethod774．3．3Laserablation804．4Chemicalvapordeposition(CVD)method804．5Liquidphasesynthesismethod824．5．1Precipitationmethod824．5．2Solvethermalmethod844．5．3Freeze-dryingmethod(Cryochemicalsynthesismethod)884．5．4Sol-gelmethod904．5．5Microemulsionsmethod934．5．6Microwave-assistedsynthesis964．5．7Ultrasonicwave-assistedsynthesis974．6Synthesisofbulkmaterialsbyconsolidationofnanopowders984．6．1Coldcompaction984．6．2Warmcompaction984．7Template-assistedself-assemblynanostructuredmaterials994．7．1Principlesofself-assembly994．7．2Self-assemblyofMCM-411004．8Self-assemblyofnanocrystals1014．9Synthesisandassemblyofanisotropicnanoparticles1024．9．1Anisotropicnanoparticleswithfeaturesize1024．9．2Rod-likeparticles1024．9．3PreparationofvariousshapedPtnanoparticles1044．9．4PreparationofvariousshapedRhnanoparticles1054．10Synthesisofpolymericonedimensionalnanostructures(ODNS)1064．10．1ElectrospinningsynthesisofpolymerODNS1064．10．2Membrane/template-basedsynthesisofpolymerODNS1094．10．3Template-freesynthesisofpolymerODNS1104．11Greennanosynthesis1114．11．1Preventwastes1114．11．2Atomeconomy1124．11．3Usingsafersolvents1124．11．4Enhanceenergyefficiency112References112Reviewquestions117Vocabulary1184．纳米材料制备1234．1“自上而下”和“自下而上”的合成方法1234．2固相方法1244．2．1机械磨1244．2．2固相反应1244．3物理气相沉积法（PVD）1254．3．1热蒸发PVD法1254．3．2等离子体辅助PVD法1264．3．3激光消融法1274．4化学气相沉积法（CVD）1274．5液相合成方法1284．5．1沉淀法1284．5．2溶剂热法1294．5．3冷冻干燥法（低温化学合成法）1314．5．4溶胶-凝胶法1324．5．5微乳液方法1334．5．6微波辅助合成1354．5．7超声波辅助合成1354．6通过固化纳米粉合成块材1364．6．1冷压1364．6．2热压1364．7模板辅助自组装纳米结构材料1364．7．1自组装原理1364．7．2MCM-41自组装1374．8自组装纳米晶1374．9各向异性纳米粒子的合成和组装1374．9．1具有特征尺寸的各向异性纳米粒子1374．9．2棒状粒子1384．9．3各种形貌Pt纳米粒子的制备1384．9．4制备各种形貌的铑（Rh）纳米粒子1394．10一维纳米结构（ODNS）聚合物的合成1394．10．1电纺丝法合成一维纳米结构（ODNS）聚合物1404．10．2基于膜或基于模板的一维纳米结构（ODNS）聚合物的合成1414．10．3无模板剂的一维纳米结构（ODNS）聚合物的合成1414．11绿色纳米合成1424．11．1防止废弃物1424．11．2原子经济1434．11．3使用更安全的溶剂1434．11．4提高能源效率143复习题1435．ScanningTunnelingMicroscopeandAtomicForceMicroscope1445．1Scanningtunnelingmicroscope(STM)1445．1．1BasicprincipleofSTM1445．1．2Operationmodes1455．1．3ApplicationofSTM1455．2Atomicforcemicroscope(AFM)1465．2．1BasicprincipleofAFM1465．2．2ModeofoperationofAFM1475．2．3ApplicationofAFM148References149Reviewquestions150Vocabulary1505．扫描隧道显微镜和原子力显微镜1515．1扫描隧道显微镜（STM）1515．1．1STM的基本原理1515．1．2操作模式1515．1．3STM的应用1515．2原子力显微镜（AFM）1525．2．1AFM的基本原理1525．2．2AFM的操作模式1525．2．3AFM的应用153复习题1536．SynthesisofCarbonNanomaterials1546．1Carbonfamily1546．1．1Graphiteanddiamond1546．1．2Allotropeofcarbon1546．2Fullerenes1556．2．1SynthesisofC601556．2．2Purificationoffullerenes1576．2．3StructureofC601586．2．413Cnuclearmagneticresonancespectroscopy1586．2．5Endofullerenes1596．2．6Nucleophilicadditionreactions1606．2．7PolymerizationofC601606．2．8Fabricationofnanocar1616．3Carbonnanotubes[45]1626．3．1Synthesisofnanotubes1626．3．2Growingmechanisms1666．3．3Geometryofcarbonnanotubes1676．4Graphene1696．4．1Propertiesofgraphene1696．4．2Synthesisofgaphene170References176Reviewquestions179Vocabulary1806．碳纳米材料的合成1826．1碳族1826．1．1石墨和金刚石1826．1．2碳的同素异形体1826．2富勒烯1826．2．1C60的合成1836．2．2富勒烯的提纯1836．2．3C60的结构1836．2．413C核磁共振谱1846．2．5富勒烯包合物1846．2．6亲核加成反应1846．2．7C60的聚合反应1846．2．8纳米车的制造1846．3碳纳米管1846．3．1碳纳米管的合成1846．3．2生长机理1856．3．3碳纳米管的几何构型1866．4石墨烯1866．4．1石墨烯的性质1876．4．2石墨烯的合成187复习题1907．LithographyforNanofabrication1917．1Microfabricationbyphotolithographyofultravioletlight1917．2Nanofabricationbyscanningbeamlithography1947．2．1Electronbeamlithography1947．2．2Focusedionbeamlithography1947．3Nanoimprintlithography1957．3．1Nanoimprintlithography1957．3．2Step-and-flashimprintlithography1967．3．3Microcontactprinting1967．4Scanningprobelithography197References199Reviewquestions200Vocabulary2017．光刻技术用于纳米制造2027．1紫外线光刻微制造2027．2扫描束刻蚀纳制造2037．2．1电子束刻蚀2037．2．2聚焦离子束刻蚀2047．3纳米压印刻蚀技术2047．3．1纳米压印刻蚀2047．3．2步进式闪烁压印光刻2047．3．3微接触印制2057．4扫描探针刻蚀205复习题2068．NanotechnologyforProductionofHydrogenbySolarEnergy2078．1Hydrogeneconomy2078．2Hydrogenproduction2088．3Conversionofsolarenergy2098．4Hydrogenproductionbyphotocatalyticwatersplitting2108．5LoadingmetaloverTiO22108．6Developmentofvisible-light-drivenphotocatalysts2118．6．1LoadingCr3+overtitanatenanotubes2118．6．2Semiconductorcomposition212References216Reviewquestions217Vocabulary2178．纳米技术用于太阳能制氢2188．1氢能经济2198．2产氢2198．3太阳能转换2198．4光催化分解水制氢2208．5TiO2上负载金属2208．6可见光驱动的光催化剂的发展2208．6．1在钛酸盐纳米管上负载Cr3+2208．6．2半导体复合材料221复习题222
封面
书名:纳米材料基础(第2版双语版十二五普通高等教育本科国家级规划教材)
作者:张耀君 编著
页数:222
定价:¥39.8
出版社:化学工业出版社
出版日期:2020-09-01
ISBN:9787122243430
PDF电子书大小:141MB 高清扫描完整版