目录

第1章绪论

1.1碳纳米管的发现——美丽的“意外”

1.2碳纳米管的基本结构

1.3碳纳米管的分类

1.4碳纳米管的基本性质

1.4.1电学性能

1.4.2力学性能

1.4.3热学性能

1.4.4其他性能

1.5碳纳米管在电化学能源存储与转化方面的应用

参考文献

第2章碳纳米管的制备

2.1碳纳米管的合成方法

2.1.1电弧放电法

2.1.2激光烧蚀法

2.1.3化学气相沉积法

2.2碳纳米管的生长机理与模式

2.2.1VLS生长机理

2.2.2VSS生长机理

2.2.3顶端生长模式

2.2.4底端生长模式

2.2.5其他生长模式

2.3单壁碳纳米管的制备方法

2.3.1单壁碳纳米管水平阵列的制备

2.3.2单壁碳纳米管垂直阵列的制备

2.4多壁碳纳米管的制备方法

2.4.1电弧放电法

2.4.2化学气相沉积法

2.5碳纳米管的宏量制备

2.5.1碳纳米管宏量制备的挑战

2.5.2碳纳米管的宏量制备方法

2.6碳纳米管的纯化

2.6.1物理纯化法

2.6.2化学纯化法

2.7碳纳米管的掺杂与化学修饰

2.7.1杂原子掺杂碳纳米管

2.7.2碳纳米管化学修饰

2.8碳纳米管复合材料的制备方法

2.8.1物理混合法

2.8.2化学修饰法

2.8.3原位生长法

2.9碳纳米管导电浆料

2.9.1碳纳米管的工业化分散

2.9.2碳纳米管导电浆料的应用

2.10碳纳米管的表征

2.10.1扫描电子显微镜

2.10.2原子力显微镜

2.10.3扫描隧道显微镜

2.10.4透射电子显微镜

2.10.5电子衍射

2.10.6拉曼光谱法

2.10.7荧光激发光谱

2.10.8吸收光谱

2.10.9瑞利光谱

参考文献

第3章碳纳米管在锂离子电池中的应用

3.1锂离子电池与碳纳米管

3.2碳纳米管在锂离子电池正极材料中的应用

3.2.1碳纳米管应用于层状结构正极材料

3.2.2碳纳米管应用于橄榄石结构正极材料

3.2.3碳纳米管应用于尖晶石结构正极材料

3.3碳纳米管在锂离子电池负极材料中的应用

3.3.1碳纳米管作为锂离子电池负极材料的优势

3.3.2碳纳米管直接作为锂离子电池负极材料

3.3.3碳纳米管应用于嵌入反应型负极材料

3.3.4碳纳米管应用于转换反应型负极材料

3.3.5碳纳米管应用于合金化反应型负极材料

参考文献

第4章碳纳米管在锂硫电池中的应用

4.1锂硫电池简介

4.2碳纳米管基材料复合正极

4.2.1碳纳米管/硫复合正极

4.2.2碳纳米管/碳/硫复合正极

4.2.3碳纳米管/聚合物/硫复合正极

4.2.4碳纳米管/无机物/硫复合正极 

4.2.5碳纳米管/仿生材料/硫复合正极

4.3碳纳米管基材料插层膜

4.3.1碳纳米管插层膜

4.3.2碳纳米管/碳复合插层膜

4.3.3碳纳米管/聚合物复合插层膜

4.3.4碳纳米管/金属化合物复合插层膜

4.4碳纳米管基材料修饰隔膜

4.4.1碳纳米管修饰隔膜

4.4.2碳纳米管/碳修饰隔膜

4.4.3碳纳米管/聚合物修饰隔膜

4.4.4碳纳米管/金属化合物修饰隔膜

参考文献

第5章碳纳米管在钠离子电池和钾离子电池中的应用

5.1钠/钾离子电池简介

5.2碳纳米管在钠离子电池电极材料中的应用

5.2.1钠离子电池负极概述

5.2.2碳纳米管作为钠离子电池负极材料

5.2.3钠离子电池正极概述

5.2.4碳纳米管在钠离子电池正极中的应用

5.3碳纳米管在钾离子电池电极材料中的应用

5.3.1钾离子电池负极材料概述

5.3.2碳纳米管作为钾离子电池负极材料

5.3.3碳纳米管复合材料作为钾离子电池负极材料

5.3.4钾离子电池正极材料研究进展

5.3.5碳纳米管在钾离子电池正极中的应用

参考文献

第6章碳纳米管在锂金属负极中的应用

6.1锂金属负极概述

6.1.1锂金属电池的机遇

6.1.2锂金属电池的挑战

6.1.3锂金属负极的解决方案

6.2碳纳米管金属复合负极

6.2.1碳纳米管缓解锂枝晶

6.2.2改性碳纳米管及碳纳米管复合材料对锂沉积与溶解的影响

6.3碳纳米管修饰金属负极界面

6.3.1碳纳米管辅助构筑人工SEI

6.3.2碳纳米管修饰锂金属界面

参考文献

第7章碳纳米管在燃料电池中的应用

7.1引言

7.2燃料电池简介

7.2.1燃料电池的工作原理

7.2.2燃料电池中的催化剂

7.3碳纳米管应用于燃料电池

7.3.1碳纳米管基催化剂在燃料电池中的应用

7.3.2碳纳米管用于气体扩散层

7.3.3碳纳米管用于质子交换膜

参考文献

第8章碳纳米管在电催化反应中的应用

8.1电催化反应概述 

8.2碳纳米管在电解水反应中的应用

8.2.1电解水的工作原理

8.2.2碳纳米管在电催化OER中的应用

8.2.3碳纳米管在电催化HER中的应用

8.3碳纳米管在电催化CO2还原反应中的应用

8.3.1电催化CO2还原反应的原理

8.3.2碳纳米管作为催化剂载体

8.4碳纳米管在电催化氮气还原反应中的应用

8.4.1NRR的反应过程及催化机理

8.4.2碳纳米管基催化剂在NRR反应中的应用

8.5碳纳米管在电催化硝酸根还原反应中的应用

参考文献

第9章碳纳米管在其他储能器件中的应用

9.1碳纳米管在超级电容器中的应用

9.2碳纳米管在混合电容器中的应用

9.3碳纳米管在锌离子电池中的应用

9.4碳纳米管在双离子电池中的应用

9.4.1碳纳米管用于双离子电池正极

9.4.2碳纳米管用于双离子电池负极材料

9.5碳纳米管在铅酸蓄电池中的应用

参考文献

第10章碳纳米管的机遇

10.1“双碳”目标下的能源转型迫在眉睫

10.2“双碳”目标下碳纳米管的机遇

10.2.1锂离子电池

10.2.2导电塑料

10.2.3碳基芯片

10.2.4氢能

10.3碳纳米管的市场现状和分布

10.4碳纳米管的挑战