本书为《石墨烯手册》的第5卷聚焦于石墨烯在能源、医疗和环境领域中的应用，其主题包括但不限于能源和环境领域中的石墨烯纳米材料，还有：机械加工领域中的石墨烯纳米润滑剂；能量储存领域中的三维石墨烯泡沫；三维石墨烯材料的合成及其在电催化与电化学传感器中的应用；先进可充电电池电极中的石墨烯和石墨烯基杂化复合材料；先进锂离子电池中的石墨烯基材料；石墨烯基超级电容和锂离子电池导电助剂；石墨烯基柔性驱动器、传感器和超级电容器；燃料电池中作为催化剂载体的石墨烯；酸性介质中作为氧还原反应和析氧反应电催化剂的氮掺杂碳纳米结构；石墨烯基材料用于光催化析氢的最新进展；石墨烯热功能器件及其性能表征；石墨稀与荧光体的自组装及其在传感和成像领域中的应用；智能医疗中的刺激响应性石墨烯基材料；石墨烯材料在分子诊断学中的应用；氧化石墨烯膜在液体分离中的应用。

第1章 石墨烯纳米材料在能源和环境领域中的应用

1．1 概述

1．2 石墨烯基材料的制备

1．2．1 石墨烯

1．2．2 石墨烯基复合材料

1．3 石墨烯基材料在能源与环境领域中的应用

1．3．1 太阳能电池

1．3．2 超级电容器

1．3．3 气体传感器

1．3．4 二氧化碳的催化还原及降解有机污染物的催化降解

1．3．5 光电探测器

1．4 结论与展望

参考文献

第2章 机械加工领域中的石墨烯纳米润滑剂

2．1 概述

2．2 石墨烯纳米润滑剂的摩擦学测试

2．3 石墨烯纳米润滑剂在机械加工领域中的应用

2．3．1 石墨烯在铣削操作中的应用

2．3．2 石墨烯在钻孔和攻丝操作中的应用

2．3．3 石墨烯在车削操作中的应用

2．3．4 石墨烯在磨削操作中的应用

2．3．5 石墨烯在电火花加工中的应用

2．4 结论与展望

参考文献

第3章 能量储存领域中的三维石墨烯泡沫

3．1 概述

3．2 石墨烯泡沫的制备、结构与性能

3．2．1 自组装法

3．2．2 模板诱导法

3．2．3 3D打印法

3．2．4 石墨烯泡沫的性能

3．3 石墨烯泡沫在储能设备中的应用

3．3．1 电池

3．3．2 超级电容器

3．4 结论与展望

参考文献

第4章 三维石墨烯材料的合成及其在电催化与电化学传感器中的应用

4．1 概述

4．2 三维石墨烯基材料的合成

4．2．1 化学自组装

4．2．2 化学方法模板辅助组装

4．2．3 化学气相沉积法模板辅助组装

4．2．4 3D打印

4．3 三维石墨烯基材料的电催化活性

4．3．1 用于氧还原反应的三维石墨烯基材料

4．3．2 用于甲醇氧化反应的三维石墨烯基材料

4．3．3 用于乙醇氧化反应的三维石墨烯基材料

4．3．4 用于甲酸氧化反应的三维石墨烯基材料

4．3．5 用于析氢反应的三维石墨烯基材料

4．3．6 用于析氧反应的三维石墨烯基材料

4．3．7 用于二氧化碳还原反应的三维石墨烯基材料

4．4 三维石墨烯基材料的电化学传感性质

4．4．1 用于重金属离子检测的三维石墨烯基材料

4．4．2 用于过氧化氢检测的三维石墨烯基材料

4．4．3 用于葡萄糖检测的三维石墨烯基材料

4．4．4 用于多巴胺检测的三维石墨烯基材料

4．4．5 用于尿素检测的三维石墨烯基材料

4．4．6 用于其他分子检测的三维石墨烯基材料

4．5 小结

参考文献

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尽管石墨烯只是具有一个原子厚度的碳原子层，但它却是目前最具价值的纳米材料之一。最初，石墨烯通过将石墨在透明胶带上进行重复机械剥离而被发现，如今其已能够通过多种化学手段进行批量合成。这一令人瞩目的材料具有多种优异的特性，包括薄、轻质、高柔韧性、高透光度、高强度、低阻抗，并且具备优越的电学、热学、光学和力学性能。因为这些新颖的特性，石墨烯在几乎每个领域的尖端应用中都受到了人们的广泛关注，并被视为改变世界的新材料。

本系列石墨烯手册通过8个独特的卷章呈现，涵盖了与石墨烯相关的各个方面，包括：石墨烯的发展、合成、应用技术和集成方法；石墨烯及相关二维材料的修饰改性、功能化和表征手段；石墨烯的物理学、化学和生物学研究；石墨烯复合材料；石墨烯在能源、医疗和环境领域中的应用（包括电子学、光子学、自旋电子学、生物电子学、光电子学领域及光伏电池、能量储存、燃料电池、储氢以及石墨烯基器件）；石墨烯的规模化制备和表征，以及与石墨烯相关的二维材料的创新和商品化。

本书即手册的第5卷聚焦于石墨烯在能源、医疗和环境领域中的应用，其主题包括但不限于能源和环境领域中的石墨烯纳米材料，还有：机械加工领域中的石墨烯纳米润滑剂；能量储存领域中的三维石墨烯泡沫；三维石墨烯材料的合成及其在电催化与电化学传感器中的应用；先进可充电电池电极中的石墨烯和石墨烯基杂化复合材料；先进锂离子电池中的石墨烯基材料；石墨烯基超级电容和锂离子电池导电助剂；石墨烯基柔性驱动器、传感器和超级电容器；燃料电池中作为催化剂载体的石墨烯；酸性介质中作为氧还原反应和析氧反应电催化剂的氮掺杂碳纳米结构；石墨烯基材料用于光催化析氢的最新进展；石墨烯热功能器件及其性能表征；石墨稀与荧光体的自组装及其在传感和成像领域中的应用；智能医疗中的刺激响应性石墨烯基材料；石墨烯材料在分子诊断学中的应用；氧化石墨烯膜在液体分离中的应用。

最后，对在各自领域为本书做出卓越贡献的全部作者表示感谢，也对国际先进材料协会致以诚挚的谢意。