本书根据作者多年从事非晶纳米材料研究的成果编写而成，系统介绍了非晶纳米材料的制备、表征与应用。第1章主要介绍非晶纳米材料的本质特征、发展历程及普适制备方法；第2章与第3章从表征技术的角度，探讨了非晶纳米材料的原位结构、电子态与缺陷；第4～7章分别介绍零维、一维、二维、三维非晶纳米材料制备方法；第8章阐述非晶涂层和非晶 -晶体复合纳米材料的合成；第9～13章介绍非晶纳米材料在电催化、电池、超级电容器、光催化与工程领域的应用。
本书可供从事纳米材料研究的科研人员参考，也可供电催化、光催化、电化学储能等相关领域的人员阅读。
郭林，教授，博士生导师，教育部长江学者特聘教授，国家杰出青年基金获得者，新世纪百千万工程国家人选，享受国务院政府特殊津贴。曾任北京航空航天大学大学化学学院副院长（2008.06-2016.05）、常务副院长（2016.06-2020.03）。技部重点研发项目首席科学家。获国家自然科学二等奖1项，教育部自然科学一等奖1项。荣获全国优秀教师、宝钢优秀教师奖、北京市高校优秀共产党员、北京市有突出贡献的科学、技术、管理人才、北京市优秀教师、北京市优秀研究生指导教师，Royal Society of Chemistry Dalton Horizon Prize（全球2人）。中国化学会会士，Royal Society of Chemistry会士，中国颗粒学会理事，中国高科技产业化研究会委员，Nano Research、Science China Materials等期刊编委。近年来主持包括重点研发计划、基金委重点项目、国防基础科研项目在内的国家、省部级项目30余项。在Science、Nature、Nat.Catal.、Nat.Mater.、JACS、Angew.Chem.Int.Ed.、PNAS、Chem.Rev.等国际重要期刊发表SCI论文450余篇，他引23000余次，入选科睿唯安、爱思唯尔高被引学者。申请专利40余项，授权专利38项。
第1章 绪论001
1.1 非晶材料概述002
1.2 非晶材料与晶体的结构差异003
1.2.1 晶体和准晶体004
1.2.2 非晶材料005
1.3 非晶材料的历史006
1.3.1 晶体学的建立007
1.3.2 非晶材料的启蒙008
1.3.3 现代非晶材料1——无定形单质材料008
1.3.4 现代非晶材料2——金属玻璃材料009
1.3.5 现代非晶材料3——非传统非晶纳米材料0 1 1
1.4 非晶纳米材料的生长机制012
1.4.1 经典成核理论012
1.4.2 非晶参与的多步骤转化机制013
1.4.3 溶液中的复杂生长过程014
1.5 总结与展望015
参考文献016
第2章 非晶纳米材料的原子结构和电子态表征技术017
2.1 球差校正透射电子显微镜018
2.1.1 引言018
2.1.2 球差校正透射电子显微镜的发展历史018
2.1.3 电子能量损失谱022
2.1.4 原位球差透射电子显微镜表征非晶纳米材料的实例025
2.1.5 展望030
2.2 X射线吸收精细结构光谱031
2.2.1 引言 031
2.2.2 扩展 X射线吸收精细结构 031
2.2.3 X射线吸收近边结构 034
2.2.4 在非晶纳米材料表征中的应用 035
2.2.5 展望 039
参考文献 040
第3章 非晶纳米材料的缺陷表征 045
3.1 引言 046
3.2 正电子湮没谱 048
3.3 电子顺磁共振 053
3.4 光致发光光谱 059
3.5 总结与展望 063
参考文献 064
第4章 零维非晶纳米材料的合成 067
4.1 引言 068
4.2 自下而上法 068
4.2.1 溶液化学法 068
4.2.2 热处理法 075
4.2.3 其他方法 079
4.3 自上而下法 081
4.4 总结与展望 083
参考文献 083
第5章 一维非晶纳米材料的合成 085
5.1引言 086
5.2 水热 /溶剂热法 087
5.3 化学沉淀法 090
5.4 电化学沉积法 094
5.5 模板法 096
5.6 其他合成方法 099
5.7 总结与展望 104
参考文献 104
第6章 二维非晶纳米材料的合成 107
6.1 引言 108
6.2 热分解法 109
6.3 剥离法 111
6.4 沉积法 113
6.4.1 物理气相沉积法 113
6.4.2 电沉积法 114
6.5 化学沉淀法 116
6.6 模板法 118
6.7 相变法 120
6.8 溶胶-凝胶法 121
6.9 元素掺杂法 122
6.10 总结与展望 123
参考文献 124
第7章 三维非晶纳米材料的合成 127
7.1引言 128
7.2 模板法 128
7.2.1 配位刻蚀法 128
7.2.2 酸 /碱刻蚀法 131
7.2.3 氧化还原刻蚀法 133
7.2.4 自模板法 134
7.3 电化学方法 136
7.4 水热 /溶剂热法 137
7.5 常规溶液法 138
7.6 激光 /超声辅助溶液法 139
7.7 其他合成方法 140
7.8 总结与展望 142
参考文献 142
第8章 非晶涂层和非晶 -晶体复合纳米材料的合成 147
8.1 引言 148
8.2 通过原子层沉积制备的非晶涂层纳米材料 149
8.2.1 非晶金属氧化物涂层 149
8.2.2 非晶金属氟化物涂层 151
8.3 非晶壳层纳米材料 151
8.3.1 一维非晶壳层纳米材料 151
8.3.2 二维非晶壳层纳米材料 156
8.3.3 三维非晶壳层纳米材料 160
8.4 非晶 -晶体复合纳米材料 165
8.4.1 二维非晶 -晶体复合纳米材料 165
8.4.2 三维非晶 -晶体复合纳米材料 167
8.5 总结与展望 170
参考文献 171
第9章 非晶纳米材料在电催化中的应用 175
9.1 引言 176
9.2 电催化基础 177
9.3 非晶纳米材料作为水分解反应的电催化剂 178
9.3.1 非晶纳米材料在 HER中的应用 178
9.3.2 非晶纳米材料在 OER中的应用 186
9.3.3 非晶纳米材料在 ORR中的应用 195
9.3.4 非晶纳米材料在 CRR中的应用 197
9.3.5 非晶纳米材料在 NRR中的应用 198
9.3.6 非晶纳米材料作为双功能电催化剂 198
9.4 总结与展望 202
参考文献 203
第10章 非晶纳米材料在电池中的应用 209
10.1 引言 210
10.2 电池负极材料 210
10.2.1 非晶磷化合物 210
10.2.2 非晶硅复合物 214
10.2.3 非晶过渡金属氧化物 219
10.2.4 非晶碳 227
10.3 电池正极材料 232
10.3.1 非晶磷酸铁 232
10.3.2 非晶钒基氧化物 235
10.3.3 非晶金属多硫化物 236
10.4 总结与展望 239
参考文献 240
第11章 非晶纳米材料在超级电容器中的应用247
11.1 引言248
11.2 双电层电容器（EDLC） 249
11.3 赝电容器254
11.3.1 非晶金属氧化物254
11.3.2 非晶金属硫化物262
11.3.3 其他非晶纳米材料266
11.4 总结与展望268
参考文献268
第12章 非晶纳米材料在光催化中的应用271
12.1 引言272
12.2 光催化降解273
12.3 光催化水分解277
12.4 光电催化280
12.5 非晶纳米材料在光催化中作为助催化剂282
12.6 光催化中的其他应用284
12.7 总结与展望286
参考文献287
第13章 非晶纳米材料的工程应用289
13.1 引言290
13.2 非晶纳米材料的力学性能290
13.2.1 非晶合金/ 金属291
13.2.2 非晶非金属材料296
13.3 非晶材料的力学性能增强策略299
13.3.1 引入微/ 纳米第二相299
13.3.2 引入微/ 纳米非均匀性304
13.3.3 表面改性305
13.3.4 非晶基复合材料306
13.4 总结与展望311
参考文献312
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