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自從2004年Geim和Novoselov因石墨烯的發現獲得諾貝爾物理學獎，石墨烯、類石墨烯二維納米材料廣受關注。這類新興的材料具有諸多優良的理化性質，在環境、能源等領域大放異彩。與之相關的科學研究論文或文獻被大量報導，然而介紹二維納米材料在環境分析領域的著作鳳毛麟角，特別是中文著作。 本書共分10章；第1章主要介紹環境污染物分析的必要性、傳統的檢測方法、新興的傳感檢測法、及其各自的優缺點；第2章主要介紹二維納米材料結構與性質，這些性質決定了二維納米材料在傳感領域的應用。第3章主要介紹二維納米材料的製備和表徵方法，製備方法會直接影響二維納米材料的理化性質；表徵方法主要集中二維納米材料的厚度，因為二維納米材料的電子結構依賴於厚度。第4章主要介紹二維納米材料基傳感分析法及其性能的評估方法。第5章主要介紹二維納米材料基電化學傳感分析法。第6章主要介紹二維納米材料基螢光傳感分析法。第7章主要介紹二維納米材料基比色傳感分析法。第8章主要介紹二維納米材料基光電傳感分析法。第9章主要介紹二維納米材料基電化學發光傳感分析法。第10章主要介紹二維納米材料基場發射電晶體傳感分析法。上述六種傳感分析法所分析的環境污染物主要集中在重金屬離子、抗生素、致病菌、無機鹽、氣態的氮氧化物、氧化活性物質、易揮發的有機物質（VOCs）等。
第1章概述001 1.1水體中的污染物和危害003 1.1.1環境有機污染物003 1.1.2重金屬污染物004 1.1.3微生物污染物005 1.2大氣中的污染物和危害005 1.3環境污染物的分析方法006 1.3.1傳統的分析方法007 1.3.2傳感分析方法008 1.4二維納米材料在環境監測領域的應用010 1.4.1二維納米材料的發展趨勢013 1.4.2二維納米材料的結構與性能關係014 1.4.3二維納米材料在環境監測的應用優勢016 1.5總結和展望016 參考文獻017 第2章二維納米材料的結構與性質019 2.1引言019 2.2二維納米材料的結構021 2.2.1石墨烯族021 2.2.2過渡金屬硫屬化物024 2.2.3金屬氫氧化物025 2.2.4金屬有機框架化合物026 2.2.5第四主族元素026 2.2.6MXenes027 2.2.7金屬單質028 2.3二維納米材料的性質028 2.3.1力學性能029 2.3.2表面化學性質030 2.3.3生物相容性032 2.3.4電學性質033 2.3.5光學性質035 2.4總結和展望036 參考文獻037 第3章二維納米材料的製備和表徵方法040 3.1引言040 3.2二維納米材料的製備方法040 3.2.1自上而下法042 3.2.2自下而上法047 3.3二維納米材料的表徵方法049 3.3.1X射線衍射光譜049 3.3.2拉曼光譜050 3.3.3紫外可見吸收光譜051 3.3.4能譜分析052 3.4總結和展望053 參考文獻054 第4章基於二維納米材料的環境污染物傳感分析法056 4.1引言056 4.2環境污染物傳感分析法的原理和分類057 4.2.1電化學傳感分析法058 4.2.2螢光傳感分析法058 4.2.3光電傳感分析法059 4.2.4電化學發光傳感分析法060 4.2.5比色傳感分析法060 4.2.6場效應電晶體傳感分析法061 4.3環境污染物傳感分析法的性能評估061 4.3.1選擇性062 4.3.2靈敏度和檢出限062 4.3.3穩定性和重現性063 4.3.4線性範圍063 4.3.5實用性063 4.4環境污染物傳感分析法的設計策略064 4.4.1原子水準修飾064 4.4.2分子水準修飾066 4.4.3混合維度的納米複合材料069 4.5總結和展望071 參考文獻071 第5章環境污染物的電化學傳感分析法073 5.1引言073 5.2電極反應的一般過程076 5.2.1電極/溶液介面的品質傳遞077 5.2.2電極/溶液介面的電荷傳遞078 5.2.3電極材料的電化學性質表徵078 5.3二維TMDC基電化學感測器082 5.3.1水體中重金屬離子的檢測083 5.3.2水體中有機物的檢測094 5.3.3水體中細菌的檢測095 5.4石墨烯族基電化學感測器096 5.4.1水體中重金屬離子的檢測097 5.4.2水體中有機物的檢測098 5.4.3水體中微生物的檢測101 5.5MXene基電化學感測器102 5.5.1水體中亞硝酸鹽的檢測103 5.5.2水體中有機物的檢測103 5.5.3水體中重金屬離子的檢測104 5.6總結和展望105 參考文獻106 第6章環境污染物的螢光傳感分析法111 6.1引言111 6.2石墨烯族基螢光感測器113 6.2.1水體中重金屬離子的檢測114 6.2.2水體中抗生素的檢測115 6.2.3水體中有機農藥的檢測117 6.2.4水體中藥物的檢測118 6.2.5水體中細菌的檢測119 6.3二維TMDC基螢光感測器120 6.3.1水體中重金屬離子的檢測120 6.3.2水體中有機物的檢測122 6.3.3水體中細菌的檢測122 6.4二維過渡金屬氧化物基螢光感測器123 6.4.1水體中有機物的檢測124 6.4.2水體中氧活性物質的檢測125 6.5二維MOF基螢光感測器126 6.5.1水體中重金屬離子的檢測126 6.5.2空氣中VOCs的檢測127 6.5.3水體中抗生素的檢測128 6.6總結和展望129 參考文獻129 第7章環境污染物的比色傳感分析法133 7.1引言133 7.2石墨烯族基比色感測器136 7.2.1水體中重金屬離子的檢測136 7.2.2水體中有機物的檢測137 7.2.3水體中氧活性物質的檢測138 7.3二維TMDC基比色感測器139 7.3.1水體中有機物的檢測140 7.3.2水體中氧活性物質的檢測141 7.4二維過渡金屬氧化物基比色感測器143 7.4.1水體中有機物的檢測143 7.4.2水體中致病菌的檢測144 7.5二維MOF基比色感測器144 7.5.1水體中有機物的檢測145 7.5.2水體中氧活性物質的檢測145 7.6二維金屬基比色感測器148 7.6.1水體中有機物的檢測149 7.6.2水體中氧活性物質的檢測150 7.7總結和展望151 參考文獻152 第8章環境污染物的光電傳感分析法156 8.1引言156 8.2石墨烯族基光電傳感檢測器161 8.2.1水體中重金屬離子的檢測161 8.2.2水體中有機物的檢測164 8.2.3水體中微生物的檢測168 8.2.4水體中無機非金屬離子的檢測169 8.3二維TMDC基光電傳感檢測器170 8.3.1水體中有機物的檢測170 8.3.2水體中致病菌的檢測172 8.4二維過渡金屬氧化物基光電感測器172 8.4.1水體中重金屬離子的檢測173 8.4.2水體中有機物的檢測173 8.5MXene基光電傳感檢測器175 8.5.1水體中重金屬離子的檢測175 8.5.2水體中有機物的檢測176 8.6總結和展望177 參考文獻177 第9章環境污染物的電化學發光傳感分析法180 9.1引言180 9.2石墨烯族基電化學發光感測器184 9.2.1水體中重金屬離子的檢測184 9.2.2水體中有機物的檢測186 9.2.3水體中致病菌的檢測188 9.2.4水體中氧活性物質的檢測189 9.3MXene基電化學發光感測器190 9.4二維MOF基電化學發光感測器191 9.5磷烯基電化學發光感測器192 9.6二維TMDC基電化學發光感測器193 9.6.1水體中過氧化物的檢測194 9.6.2水體中有機物的檢測196 9.7總結和展望196 參考文獻196 第10章環境污染物的場發射電晶體傳感分析法199 10.1引言199 10.2石墨烯族基場發射電晶體感測器204 10.2.1水體中重金屬離子的檢測205 10.2.2水體pH檢測206 10.2.3水體中細菌的檢測207 10.3二維TMDC基場發射電晶體感測器209 10.3.1水體中重金屬離子的傳感檢測211 10.3.2空氣中氮氧化物的傳感檢測212 10.3.3空氣中VOCs的傳感檢測214 10.4總結和展望216 參考文獻216
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