单分子膜材料的设计制备及应用

　　本书系统全面地介绍了单分子膜的发展概况、制备方法、表征手段和应用领域。重点介绍了LB膜、自组装膜及二维材料膜的结构特点、制备手段及表征方法，及其在储存、手性催化、光电等领域的应用；阐述了典型界面衍生膜（MOFs膜、COFs膜及非晶碳膜）的制备、表征及其在气体分离、海水淡化等领域的广泛应用。

　　何萌，西安石油大学，讲师。2012年毕业于天津大学，获工学硕士；2016年毕业于德国卡尔斯鲁厄理工学院（KIT），获得博士学位；先后在德国KIT和荷兰莱顿大学做博士后研究。主要从事高性能低维分离膜材料设计制备，以及稀土配合物制备及其光学、磁性研究。在《Nature Nanotechnology》，《Organometallics》，《European Journal of Inorganic Chemistry》等高水平学术刊物上发表论文多篇；出版英文学术著作一部；获得国家专利两项。

1单分子膜概述（1）
1.1LB膜的发展历史（1）
1.2自组装单分子膜（4）
1.3二维材料膜（5）
1.3.1各种二维材料膜结构特点（6）
1.3.2二维材料膜应用及挑战（10）
2单分子膜制备及结构、性能分析（12）
2.1LB膜制备及结构、性能分析（12）
2.1.1Langmuir膜天平（12）
2.1.2LB膜制备（14）
2.1.3LB膜研究方法（21）
2.1.4LB膜特点（27）
2.2自组装膜制备方法及结构分析方法（27）
2.2.1自组装单分子膜（27）
2.2.2自组装单分子膜结构（28）
2.2.3自组装单分子膜分类（30）
2.2.4自组装单分子膜基本组装原理（33）
2.2.5自组装单分子膜的表征（35）
2.3二维材料膜的制备及结构分析（39）
2.3.1微机械剥离（40）
2.3.2机械力辅助液体剥离（40）
2.3.3离子插入辅助液体剥离（41）
2.3.4化学气相沉积(CVD)（41）
2.3.5湿化学合成（41）
2.4二维材料的结构表征（42）
2.4.1光学显微镜（42）
2.4.2扫描探针显微镜(SPM)（42）
2.4.3原子力显微镜(AFM)（42）
2.4.4导电原子力显微镜(CAFM)（42）
2.4.5静电力显微镜(EFM)和开尔文探针力显微镜(KPFM)（43）
2.4.6扫描隧道显微镜(STM)和扫描隧道光谱(STS)（43）
2.4.7扫描电子显微镜(SEM)（43）
2.4.8透射电子显微镜/扫描透射电子显微镜(TEM/STEM)（44）
2.4.9X射线吸收精细结构光谱(XAFS)（44）
2.4.10X射线光电子能谱(XPS)（44）
2.4.11拉曼光谱（44）
3界面衍生膜（45）
3.1金属有机框架(MOFs)膜材料（45）
3.1.1MOFs膜概述（45）
3.1.2MOFs膜材料分类（46）
3.1.3基底材料的选择（46）
3.1.4MOFs膜材料的制备（48）
3.1.5MOFs膜材料的表征（55）
3.2COFs膜的研究进展（58）
3.2.1COFs膜概述（58）
3.2.2COFs结构设计（62）
3.2.3COFs膜材料的制备（68）
3.3非晶碳膜研究进展（72）
3.3.1非晶碳膜概述（72）
3.3.2非晶碳膜的制备（75）
4单分子膜的应用研究（81）
4.1LB膜的应用研究（81）
4.1.1LB膜技术在分子自组装手性研究上的发展（81）
4.1.2LB在光学、光电子中的应用（82）
4.1.3LB在光刻、液晶等方面的应用（83）
4.2自组装膜的应用研究（83）
4.2.1自组装技术在电子方面的应用（84）
4.2.2自组装技术在防污损方面的应用（84）
4.2.3自组装在研究生物大分子方面的应用（85）
4.2.4自组装在材料科学中的应用（87）
4.3二维材料膜的应用研究（87）
4.3.1二维材料膜在膜分离技术中的应用（87）
4.3.2二维膜在可再生能源的纯化过程中的应用（92）
4.3.3二维膜在可再生能源的储存与转化过程中的应用（92）
4.4MOFs膜的应用（93）
4.4.1MOFs膜在光电领域的应用（93）
4.4.2MOFs膜材料在分离领域的应用研究（94）
4.5COFs膜材料的应用（99）
4.5.1COFs膜材料在电子器件中的应用（99）
4.5.2COFs膜材料作为分离膜的应用研究（99）
4.5.3COFs膜材料在电池研究中的应用（102）
参考文献（104）