本书依据作者研究团队以及国内外电催化纳米材料的研究进展，系统介绍了铂基和非铂基氧还原催化剂纳米材料、碳基非贵金属氧还原催化剂纳米材料、质子交换膜氢氧燃料电池阳极催化剂纳米材料、直接醇类燃料电池阳极电催化纳米材料、锂-空气电池碳基催化剂纳米材料、锂-空气电池正极催化剂纳米材料、环境电催化纳米材料、光电解水电催化纳米材料、生物燃料电池电催化纳米材料、微生物制备纳米材料的电子传递机制及其应用、有机分子合成电催化纳米材料、CO2还原电催化纳米材料、水电催化纳米材料。

第1章 纳米和纳米材料1

1.1 引言1

1.1.1 纳米科学技术的兴起1

1.1.2 纳米材料的发展1

1.2 纳米技术的学科领域3

1.2.1 纳米材料学3

1.2.2 纳米动力学4

1.2.3 纳米生物学和纳米药物学4

1.2.4 纳米电子学5

1.2.5 纳米化学5

1.3 纳米材料的研究内容5

1.4 纳米材料的发展趋势7

参考文献8

第2章 纳米材料制备方法9

2.1 概述9

2.1.1 纳米材料制备技术的形成9

2.1.2 纳米材料制备技术的种类和进展10

2.2 纳米微粒的制备方法10

2.2.1 制备纳米粒子的物理方法10

2.2.2 制备纳米粒子的化学方法16

2.3 一维纳米材料的制备方法19

2.3.1 气相法20

2.3.2 液相法22

2.3.3 模板法22

2.4 纳米薄膜的制备方法23

2.4.1 物理方法23

2.4.2 化学方法27

2.5 纳米金属材料的制备方法30

2.5.1 纳米金属粉末的制备30

2.5.2 纳米金属复合粉末的制备33

2.5.3 纳米晶金属块体材料的制备33

参考文献36

第3章 纳米材料的表征39

3.1 粒度分析39

3.1.1 概述39

3.1.2 粒度分析的方法39

3.1.3 粒度分析样品的制备41

3.2 形貌分析42

3.2.1 概述42

3.2.2 透射电子显微镜42

3.2.3 扫描电子显微镜49

3.2.4 扫描隧道显微镜54

3.2.5 原子力显微镜56

3.3 结构分析57

3.3.1 概述57

3.3.2 X射线衍射分析57

3.3.3 红外（IR）、激光拉曼(Raman)光谱66

3.4 成分分析68

3.4.1 概述68

3.4.2 X射线光电子能谱68

3.4.3 俄歇电子能谱71

3.4.4 电子探针X射线微区成分分析73

3.4.5 电子能量损失谱75

参考文献75

第4章 纳米材料的物理化学性能76

4.1 纳米材料的基本效应76

4.1.1 尺寸效应76

4.1.2 表面与界面效应76

4.1.3 宏观量子隧道效应78

4.2 电学性能78

4.2.1 介电常数和介电损耗78

4.2.2 纳米氧化物的介电性能80

4.3 磁学性能81

4.3.1 矫顽力82

4.3.2 超顺磁性83

4.3.3 饱和磁化强度、居里温度与磁化率84

4.4 光学性能85

4.4.1 基本概念85

4.4.2 纳米材料的光吸收特性87

4.5 热学性能90

4.5.1 纳米材料的热学性质及尺寸效应90

4.5.2 纳米晶体的晶粒成长94

4.5.3 纳米晶体的点阵热力学性质98

4.5.4 纳米晶体的界面热力学99

4.6 化学性能102

4.6.1 吸附102

4.6.2 纳米微粒的分散与凝聚104

4.6.3 流变学106

参考文献110

第5章 纳米晶材料的力学性能112

5.1 纳米晶金属和合金的力学性能112

5.1.1 屈服强度113

5.1.2 延展性116

5.1.3 应变硬化118

5.1.4 应变速率敏感性118

5.1.5 纳米晶材料的蠕变122

5.1.6 纳米晶材料的疲劳125

5.2 纳米晶金属和合金的变形机制128

5.2.1 堆积破坏（pile"para" label-module="para">

5.2.2 晶粒边界滑动130

5.2.3 核"para" label-module="para">

5.2.4 晶粒边界转动/晶粒合并140

5.2.5 剪切带的形成140

5.2.6 梯度模型142

5.2.7 孪晶143

5.2.8 晶粒边界位错的形成和湮灭147

5.3 纳米晶金属和合金的断裂150

5.4 纳米晶陶瓷及复合材料的力学性能152

参考文献153

第6章 纳米材料的应用160

6.1 纳米陶瓷材料的应用160

6.1.1 纳米陶瓷颗粒的应用160

6.1.2 纳米陶瓷线的应用164

6.1.3 纳米陶瓷薄膜的应用169

6.1.4 纳米陶瓷的应用及展望172

6.2 纳米金属材料的应用174

6.2.1 纳米金属粉末材料的应用174

6.2.2 纳米金属薄膜材料的应用177

6.2.3 纳米金属块体材料的应用178

6.3 纳米高分子材料的应用179

6.3.1 纳米橡胶179

6.3.2 纳米塑料180

6.3.3 复合纤维182

6.3.4 纳米涂料183

参考文献185

第7章 纳米碳材料186

7.1 碳材料基础186

7.2 纳米碳材料188

7.2.1 纳米碳球189

7.2.2 纳米碳管199

7.2.3 纳米碳纤维207

7.3 碳纳米复合材料217

7.3.1 GICs的分类218

7.3.2 GICs的制备方法219

7.3.3 GICs的性质与用途221

参考文献224

第8章 纳米材料最新研究进展231

8.1 纳米材料制造工艺与结构材料研究发展232

8.1.1 磁性纳米材料的制备及应用新进展232

8.1.2 纳米二氧化硅复合材料的应用研究进展233

8.1.3 碳纳米管及其复合材料的制备与性能研究进展234

8.1.4 纳米复合涂层在航空航天材料中的研究进展235

8.1.5 纳米分子236

8.2 纳米材料在食品与农业的研究发展237

8.2.1 超细微粒和纳米粒子的制备技术238

8.2.2 微乳化技术和纳米胶囊制备技术238

8.2.3 分子自组装技术238

8.2.4 纳米科技在渔业农业和节能环保上的应用239

8.3 纳米电子材料与计算设备研究发展240

8.3.1 稀土掺杂纳米发光材料的应用前景和展望240

8.3.2 氧化锌基纳米发光材料的研究进展240

8.3.3 CdSe纳米材料最新研究进展241

8.3.4 导电聚合物/无机纳米复合材料的研究进展241

8.3.5 单电子存储器242

8.3.6 纳米芯片244

8.4 纳米材料在卫生保健领域的研究发展245

8.4.1 纳米高分子材料在生物医学领域的研究与应用245

8.4.2 纳米骨植入材料表面结构及作用机制研究进展246

8.4.3 金纳米团簇功能化及其在生物医学中的应用247

8.4.4 纳米给药系统250

8.5 纳米材料在能源领域和环保领域的研究进展251

8.5.1 一维纳米材料在锂离子蓄电池中的应用进展251

8.5.2 纳米结构太阳能电池材料的研究进展253

8.5.3 纳米催化剂在直接甲醇燃料电池中的研究现状257

8.5.4 纳米材料在空气净化中的应用研究258

参考文献2602100433B

《纳米材料概论》结合国内外近年来纳米材料的研究进展编写而成。《纳米材料概论》的主要特点是引用了大量实例，说明纳米材料的制备、表征、性能、应用。《纳米材料概论》可作为大专院校有关材料类、化学类、物理类专业及其他相关专业的本科生及研究生的教学用书，也可供从事该领域研究的科研人员使用。