本书从石墨烯粉体材料的制备与表征入手，结合不同领域的应用进行了系列的综述。全书共13章。1章对石墨烯的历史及现状进行了总体介绍。第2章和第3章分别介绍了石墨烯粉体材料的制备方法及工艺、表征技术和标准。第4章就功能化石墨烯粉体、浆料生产技术和三维石墨烯制备技术进行了描述。第5~7章集中介绍了石墨烯粉体材料在锂离子电池、超级电容器、燃料电池中的应用。第8~13章主要介绍了石墨烯粉体材料在生物传感器及医药、环境保护、涂料、高分子复合材料、热管理材料、导电油墨领域的应用。
本书适用于从事石墨烯粉体材料领域研究工作的工程技术人员，以及科研院所和大中专高校相关专业的学生和科研人员。
石墨烯是碳的同素异形体大家族的又一个传奇，也是当今横跨学术界和产业界的超级明星，几乎到了家喻户晓、妇孺皆知的程度。当然，石墨烯是当之无愧的。作为由单层碳原子构成的蜂窝状二维原子晶体材料，石墨烯拥有无与伦比的特性。理论上讲，它是导电性和导热性较好的材料，也是理想的轻质高强材料。正因如此，一经问世便吸引了全球范围的关注。石墨烯有可能创造一个全新的产业，石墨烯产业将成为未来全球高科技产业竞争的高地，这一点已经成为国内外学术界和产业界的共识。
从2004年至今，已经有了近十六年的历史沉淀。无论是石墨烯的基础研究，还是石墨烯材料的产业化实践，人们都有了更多的一手材料，更有可能对石墨烯材料有一个全方位套丛书出的、科学的、理性的认识。总结历史，是为了更好地走向未来。对于新兴的石墨烯产业来说，战略前沿新材料石墨烯出版工程的出版意义也是不言而喻的。事实上，国内外已经出版了数十部石墨烯相关书籍，其中不乏经典性著作。本丛书的定位有所不同，希望能够全面总结石墨烯相关的知识积累，反映石墨烯领域的国内外前沿研究进展，展示石墨烯新材料的产业化现状与发展前景，尤其希望能够充分体现国人对石墨烯领域的贡献。
本丛书共包括22分册，执笔作者20余位，都是石墨烯领域的重量级学者、专家，因此可以从源头上保障丛书的专业性和科学性。丛书分五大部分，囊括了从石墨烯的基本性质和表征技术，到石墨烯材料的制备方法及其在不同领域的应用，以及石墨烯产品的计量检测标准等全方位的知识总结。同时，两份产业研究报告详细阐述了世界各国的石墨烯产业发展现状和未来发展趋势。除此之外，丛书还为广大石墨烯迷们提供了一份科普读物《有问必答：石墨烯的魅力》，针对广泛征集到的石墨烯相关问题答疑解惑，去伪求真。
本丛书的内容涵盖石墨烯新材料的方方面面，每个分册也相对独立，具有很强的系统性、知识性、专业性和即时性，凝聚着各位作者的研究心得、智慧和心血，供不同需求的广大读者参考使用。希望丛书的出版对中国的石墨烯研究和中国石墨烯产业的健康发展有所助益。
1. 战略前沿新材料石墨烯出版工程 十三五国家重点出版物出版规划项目/国家出版基金丛书由石墨烯的基本性质与表征技术、石墨烯的制备技术和计量标准、石墨烯的分类应用、石墨烯的发展现状报告、石墨烯科普知识等五大部分共22分册构成，本书为19分册。
2. 丛书由我国石墨烯研究领域的主要开拓者及我国石墨烯发展的重要推动者、北京大学教授、北京石墨烯研究院创院院长刘忠范院士亲自策划并担任总主编。
3.全书采用80克雅质纸，彩色印刷，清晰直观地展现了石墨烯的结构、模拟及表征结果。
从2004年安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫教授发现石墨烯到现在，十几年间，石墨烯已逐渐从实验室研究走向工业化应用，石墨烯应用开发已经深入材料领域的诸多方面。同时，制备和加工工艺的进一步成熟，也推动了石墨烯作为基础材料在材料领域的应用进程，并拓宽了石墨烯作为基础材料在材料领域的发展空间。
从化工原材料角度来看，要实现石墨烯粉体材料在工业领域的应用，就需要从制备、结构调控入手，结合其他材料的性质和应用场景的需求，对石墨烯粉体材料进行改性和功能化处理，这样才能使其在不同领域的具体应用一步步走向产业化。
基于此，本书从石墨烯粉体材料的制备与表征入手，结合不同领域的应用进行了系列的综述。全书共13章，各章既相互联系，又各有侧重点。1章对石墨烯的历史及现状进行了总体介绍；第2章主要集中于石墨烯粉体材料的制备方法，对可能的工业制备工艺进行了分类评析；第3章主要介绍了石墨烯粉体材料的表征技术，重点对石墨烯生产过程中的表征技术和标准进行了归纳总结；第4章就功能化石墨烯粉体、浆料生产技术和三维石墨烯制备技术进行了描述；第5章集中介绍了石墨烯粉体材料在锂离子电池制造中的角色和应用；第6章主要介绍了石墨烯粉体材料在超级电容器中的应用；第7章对石墨烯粉体材料作为催化剂载体在燃料电池中的应用进行了综述；第8章主要介绍了石墨烯粉体材料在生物传感器及医药领域的应用；第0章主要介绍了石墨烯粉体材料在环境保护领域的应用，重点在吸附、催化和传感器等方面；10章以防腐涂料为主回顾了石墨烯粉体材料在涂料领域的应用；11章集中介绍了石墨烯粉体材料在高分子复合材料领域的研究成果及应用；12章对石墨烯粉体材料在热管理材料领域的性质及应用进行了综合评估；13章主要介绍了石墨烯粉体材料在导电油墨领域的应用。
本书主要由来自山东大学国家胶体材料工程技术研究中心的老师和研究生共同编撰完成。作者分工如下：山东大学侯士峰教授撰写1、3、8、12、13章；山东大学刘靓蕾参与第2、6、8、12、13章的撰写；山东大学苏燕参与第2、3章的撰写；山东大学岳芳、北京石墨烯研究院李宁参与第3章的撰写；山东利特纳米技术有限公司宋肖肖参与第4、10章的撰写；天诺光电材料股份有限公司张军峰参与第5章的撰写；济宁学院郑逸群参与第５、６章的撰写；山东建筑大学张强、山东大学姚晨雪合作撰写第７章；济宁医学院王华撰写第９章；山东大学徐利剑撰写第１１章。全书由侯士峰、刘靓蕾统筹整理，山东大学国家胶体材料工程技术研究中心研究生布吉东、程萌萌、薛洁、李彩凤、袁文博，以及济宁学院赵文君参与校稿。
本书的完成得到了刘忠范院士、张锦院士等丛书编辑委员会成员的鼎力支持。
在过去的十几年间，经过石墨烯材料领域的专家学者的不懈努力和探索，逐渐形成系列的理论、方法，本书参考了海量的文献，但限于篇幅不能一一引述，在此向所有的同行表示谢意。另外，特别感谢广西大学田植群教授，济宁医学院徐香玉老师、毛旭燕老师提供部分材料。
石墨烯粉体材料的研究日新月异，在本书撰写过程中，新的技术不断出现，新的产品不断推向市场。本书作者尽可能提供新的研究进展，但因水平和时间的限制，书中难免挂一漏万，恳请各位专家和读者批评指正。
1章 石墨烯粉体材料简介
1.1 石墨及石墨烯早期研究
1.2 石墨烯的基本结构和性质
1.2.1 电学性质
1.2.2 力学特性
1.2.3 热传导性能
1.2.4 光学特性
1.2.5 化学反应特性
1.3 石墨烯材料的分类
1.4 石墨烯粉体材料
1.5 石墨烯材料应用领域
1.6 石墨烯粉体材料工业应用要求
1.7 小结
参考文献
第2章 石墨烯粉体材料的制备方法及工艺
2.1 石墨烯材料的制备方法
2.1.1 机械剥离法
2.1.2 碳纳米管纵向剪切法
2.1.3 外延生长法
2.1.4 有机合成法
2.1.5 化学气相沉积法
2.1.6 氧化还原法
2.1.7 石墨插层法
2.1.8 电化学法
2.1.9 液相剥离法
2.1.10 气相等离子电弧法
2.2 石墨烯粉体工业制备工艺的分类评析
2.2.1氧化还原法
2.2.2 机械剥离法
2.2.3液相剥离法
2.2.4 电化学法
2.2.5 气相等离子法
2.3 小结
参考文献
第3章 石墨烯粉体材料表征技术和标准
3.1 表面形态表征
3.1.1光学显微镜
3.1.2扫描电子显微镜
3.1.3透射电子显微镜
3.1.4扫描隧道显微镜
3.1.5 原子力显微镜
3.2 结构性能与谱学表征
3.2.1红外光谱
3.2.2紫外-可见吸收光谱
3.2.3 X射线光电子能谱
3.2.4碳-13核磁共振波谱
3.2.5拉曼光谱
3.2.6 X射线衍射
3.3 宏观性质表征
3.3.1 比表面积测试
3.3.2 灰分测试
3.3.3 堆密度测试
3.3.4 热重分析
3.3.5 元素分析
3.3.6 氧化石墨烯表面基团的滴定分析
3.4 石墨烯粉体材料的物理性质表征
3.4.1 电学性能测试
3.4.2 热学性能测试
3.4.3 力学性能测试
3.5 石墨烯粉体材料的标准制定及现状
3.6 小结
参考文献
第4章 功能化石墨烯粉体、浆料和三维材料制备及应用
4.1 石墨烯粉体功能化
4.1.1 石墨烯的共价键功能化
4.1.2 石墨烯的非共价键改性
4.1.3 石墨烯掺杂
4.2 石墨烯分散液
4.2.1 石墨烯的物理分散法
4.2.2 石墨烯的化学改性法
4.2.3 分散剂分散法
4.2.4 用于分散石墨烯的溶剂
4.3 三维石墨烯的制备
4.3.1 化学气相沉积法/模板法
4.3.2 溶液自组装法
4.3.3 定向流动组装法
4.3.4 化学交联法
4.3.5喷雾干燥法
4.3.6 3D打印技术与激光还原技术
4.3.7 三维石墨烯的应用
4.4 小结
参考文献
第5章 石墨烯粉体材料在锂离子电池中的应用
5.1 概述
5.1.1 锂离子电池的工作原理
5.1.2 锂离子电池的组成
5.1.3 锂离子电池目前存在的问题
5.2 锂离子电池材料的设计
5.3 石墨烯在锂离子电池正极材料中的应用
5.3.1 石墨烯在层状正极材料（LiCoO2）中的应用
5.3.2 石墨烯在尖晶石型正极材料（LiMn2O4）中的应用
5.3.3 石墨烯在橄榄石型正极材料（LiFePO4、LiMnxFe1-xPO4）中的应用
5.3.4 石墨烯在三元素正极材料（NCM、NCA）中的应用
5.4 石墨烯在锂离子电池负极材料中的应用
5.4.1 石墨烯负极材料
5.4.2 石墨烯-金属氧化物复合物
5.4.3 石墨烯在硅基负极材料中的应用
5.4.4 石墨烯在锡基负极材料中的应用
5.4.5 石墨烯在钛基负极材料中的应用
5.5石墨烯在锂离子电池材料中的其他应用
5.5.1 石墨烯作为导电添加剂
5.5.2 石墨烯作为电极的基体材料
5.6 石墨烯在新型锂电池中的应用
5.6.1 石墨烯在柔性锂离子电池中的应用
5.6.2 石墨烯在锂硫电池中的应用
5.6.3 石墨烯在锂空气电池中的应用
5.7 石墨烯在锂离子电池热管理中的应用
5.8 石墨烯在锂离子电池集流体中的应用
5.9 小结
参考文献
第6章石墨烯粉体材料在超级电容器中的应用
6.1 超级电容器电产品结构
6.1.1制备方法
6.1.2 电极材料
6.1.3产业化进程
6.2 石墨烯在超级电容器中的应用和挑战
6.2.1 石墨烯的技术优势
6.2.2 石墨烯的产业化应用进展
6.2.3 石墨烯的产业化应用挑战
6.3 石墨烯的有效比表面积
6.3.1 造孔
6.3.2 层间控制
6.3.3 气凝胶（自组装）
6.3.4 模板法组装
6.3.5 石墨烯复合材料
6.4柔性器件的挑战与前景
6.5 小结
参考文献
第7章 石墨烯粉体材料在燃料电池中的应用
7.1 引言
7.2 石墨烯基复合纳米颗粒的制备
7.2.1 石墨烯基金属纳米颗粒的制备
7.2.2 石墨烯基过渡金属化合物的制备
7.3 石墨烯粉体材料在催化中的应用
7.3.1 醇类氧化反应
7.3.2 氧还原反应
7.3.3 析氧反应
7.3.4 析氢反应
7.3.5 光催化
7.4 小结
参考文献
第8章 石墨烯粉体材料在生物传感器及医药领域的应用
8.1 石墨烯生物利用基础
8.2 生物分子分析
8.2.1 生物小分子分析
8.2.2 生物大分子检测
8.2.3 DNA检测
8.3生物成像和诊断
8.4 药物输送
8.4.1 GO和rGO负载药物分子
8.4.2 功能修饰GO和rGO对药物分子的负载
8.4.3 pH 和光热效应控制GO和rGO表面药物释放
8.4.4 GO和rGO对生物大分子的载入
8.5 辅助治疗
8.6 组织培养、生物工程与3D石墨烯
8.6.1 组织培养
8.6.2 增殖作用
8.6.3 医用涂层材料
8.6.4 骨组织和3D打印材料
8.7 杀菌作用
8.8 石墨烯在智能穿戴领域的应用
8.9 石墨烯的毒性及毒理研究
8.10小结
参考文献
第9章 石墨烯粉体材料在环境保护领域的应用
9.1石墨烯结构特点及其在环境领域的应用需求
9.2 石墨烯的吸附性能在环保中的应用
9.2.1 石墨烯用于水体重金属吸附
9.2.2 石墨烯对水中有机污染物吸附
9.2.3 石墨烯在气体吸附上的应用
9.3 石墨烯纳米复合材料在光催化降解中的应用
9.3.1 石墨烯/TiO2复合材料
9.3.2 石墨烯与其他金属氧化物形成的复合材料
9.4 石墨烯粉体在环境检测方面的应用
9.4.1 石墨烯检测重金属
9.4.2 石墨烯在有机污染物检测领域的应用
9.4.3 石墨烯在有害气体检测领域的应用
9.5 石墨烯在海水淡化中的应用
9.5.1 石墨烯海水淡化膜的作用机理
9.5.2 石墨烯材料海水淡化膜
9.5 小结
参考文献
10章石墨烯粉体材料涂料领域中的应用
10.1 石墨烯概述
10.2 涂料成分、制备工艺及与石墨烯的相互作用
10.3 石墨烯涂料的制备方法
10.4 石墨烯防腐涂料
10.4.1 石墨烯防腐涂层的特点
10.4.2 石墨烯的防腐机制
10.4.3 石墨烯防腐涂料的研究现状
10.5石墨烯和涂料性能的相互关系
10.5.1石墨烯含量
10.5.2 尺寸及氧化度
10.5.3 分散性
10.5.4 溶剂
10.5.5 石墨烯改性
10.6 石墨烯在导电涂料领域的应用
10.7石墨烯在防火涂料中的应用
10.8 石墨烯在建筑涂料中的应用
10.9 石墨烯在散热涂料中的应用
10.10 石墨烯在高强度高耐候涂料中的应用
10.11 石墨烯在抗菌/催化降解涂料中的应用
10.12 石墨烯在其他功能涂料中的应用
10.13 小结
11章 石墨烯粉体在高分子复合材料领域的应用
11.1 高分子材料的表征技术
11.2 石墨烯/高分子复合材料的制备技术
11.2.1 石墨烯与高分子的简单共混
11.3.2 改性石墨烯/高分子复合材料
11.3.3 石墨烯表面的共价键修饰
11.3.4 石墨烯表面的非共价键修饰
11.3 石墨烯/高分子复合材料的性能
11.4.1 力学性能
11.4.2 电学性能
11.4.3 热学性能
11.5 石墨烯/高分子复合材料的应用
11.5.1 石墨烯/高分子复合材料在电子材料中的应用
11.5.2 石墨烯/高分子复合材料在可穿戴设备中的应用
11.5.3 石墨烯/高分子复合材料在功能材料中的应用
11.5.4 石墨烯/高分子复合材料在膜材料中的应用
11.5.5 石墨烯/高分子复合材料在弹性体中的应用
11.6 小结
参考文献
12章 石墨烯材料在热管理材料领域的应用
12.1 碳材料的热导率
12.2石墨烯热测量技术
12.2.1 单层石墨烯导热率的测量
12.2.2 石墨烯膜热导率的测量
12.3 石墨烯的导热特性
12.4 石墨烯导热膜
12.4.1 石墨烯导热膜的制备方法
12.4.2石墨烯导热膜的技术要点
12.4.5 工业涂布制备方法
12.4.6 石墨烯散热材料在电子产品中的应用
12.5 石墨烯导热复合材料
12.5.1 石墨烯-聚合物复合材料的导热机制
12.5.2 石墨烯-聚合物复合材料热导率的影响因素
12.5.3 石墨烯-聚合物复合材料在发光二极管中的应用
12.6 石墨烯导热硅胶
12.6.1 石墨烯导热硅胶的导热机理
12.6.2 石墨烯导热硅胶的高导热机理
12.6.3 石墨烯导热硅胶热导率的影响因素
12.6.4 石墨烯导热硅胶的制备工艺
12.7 石墨烯涂料
12.8 石墨烯相变材料
12.9 石墨烯发热器件
12.10 小结
参考文献
13章 石墨烯粉体材料在导电油墨领域的应用
13.1 油墨的成分及作用
13.1.1 颜料
13.1.2 助剂及功能助剂
13.1.3 黏结剂
13.1.4 溶剂
13.2 导电油墨分类及发展方向
13.2.1金属类导电油墨
13.2.2 高分子导电油墨
13.2.3 导电油墨发展方向
13.2.4碳基及碳纳米材料导电油墨
13.3 石墨烯导电油墨
13.3.1用于导电油墨的石墨烯生产方法
13.3.2 石墨烯油墨制备技术
13.3.3石墨烯导电油墨印刷技术
13.3.4 石墨烯导电油墨的应用
13.4 小结
参考文献
索 引
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