本文關鍵詞：幾種摻雜型石墨烯量子點的溶液法制備及性質研究

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【摘要】：發(fā)光石墨烯量子點(Graphene Quantum Dot,GQDs),由于其顯著的熒光特性受到廣泛的關注,理論和實驗證明,GQDs除了具備石墨烯自身獨特的性質外,還具備更強的量子限域效應和邊緣效應,其在光電器件、傳感器、生物成像等方面有較好的應用前景。但不足的是,目前合成的GQDs活性位點相對較少、熒光量子產率不高、選擇性較差,這嚴重限制了GQDs的推廣、應用。研究表明,異原子進入石墨烯結構,既可以有效的引入帶隙,又可以增加石墨烯的缺陷和局域的反應活性,從而誘發(fā)許多特殊的理化特性。目前,摻雜型GQDs的制備及其機理的研究還處于初級階段,因此,探究摻雜型GQDs的制備以及摻雜對GQDs的結構及性能的調控具有極大的科研意義和應用價值。本論文主要完成了以下幾個方面的研究工作:1、以乙炔黑為碳源,通過回流法成功制備出單分散的氮摻雜石墨烯量子點(N-GQDs)和硫摻雜石墨烯量子點(S-GQDs)。在254 nm和365 nm紫外燈照射下,N-GQDs分別發(fā)出藍光和綠光,S-GQDs分別發(fā)出紫光和藍光。經透射電鏡(TEM)和原子力顯微鏡(AFM)表征,表明回流法制備的兩種摻雜GQDs的形貌均呈球形,平均粒徑均在5 nm以內(d N-GQDs=3.3 nm,d S-GQDs=4.3 nm)。經X-射線光電子能譜(XPS)、傅里葉紅外光譜(FTIR)和X-射線衍射(XRD)表征,證實N和S成功地摻雜進入了石墨烯結構。經光致發(fā)光實驗(PL和PLE)和紫外可見吸收光譜(UV-vis)表征,表明引入N和S有效地調節(jié)了GQDs的電子結構和光學性能。2、以乙炔黑為碳源,通過水熱法成功制備出單分散的鋰摻雜石墨烯量子點(Li-GQDs)和鋅摻雜石墨烯量子點(Zn-GQDs)。在254 nm和365 nm紫外燈照射下,Li-GQDs分別發(fā)出紫光和綠光,Zn-GQDs分別發(fā)出紫光和藍光。經TEM和AFM表征,表明Li-GQDs呈球形,Zn-GQDs呈橢球形,粒徑d Li-GQDs=3.5 nm、d Zn-GQDs=4.8 nm。經XPS、FTIR、XRD和Raman表征,證實Li和Zn成功地摻雜進入了石墨烯結構。經PL、PLE和UV-vis表征,表明引入Li和Zn有效地調節(jié)了GQDs的電子結構和光學性能。
【關鍵詞】：摻雜型石墨烯量子點 乙炔黑 回流法 水熱法
【學位授予單位】：云南師范大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：O613.71;TB383.1
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-10
• 第1章 緒論10-17
• 1.1 研究背景10-11
• 1.2 國內外研究現(xiàn)狀11-14
• 1.2.1 摻雜GQDs的研究進展11-14
• 1.2.2 摻雜GQDs的應用14
• 1.3 本文的研究內容14-17
• 1.3.1 主要研究內容14-15
• 1.3.2 研究方案15-17
• 第2章 實驗原理與方法17-24
• 2.1 實驗原理17-18
• 2.1.1 回流法17
• 2.1.2 水熱法17-18
• 2.2 實驗設備與材料18
• 2.2.1 主要設備18
• 2.2.2 主要材料18
• 2.3 性能表征18-24
• 2.3.1 掃描電子顯微鏡（SEM）19-20
• 2.3.2 透射電子顯微鏡（TEM）20
• 2.3.3 原子力顯微鏡（AFM）20-21
• 2.3.4 X射線光電子能譜（XPS）21
• 2.3.5 X射線衍射（XRD）21
• 2.3.6 拉曼（Raman）散射光譜21-22
• 2.3.7 傅里葉變換紅外光譜（FTIR）22
• 2.3.8 光致發(fā)光實驗（熒光發(fā)射譜和PLE譜）22-23
• 2.3.9 紫外-可見吸收光譜（UV-Vis）23-24
• 第3章 回流法制備摻雜型石墨烯量子點的研究24-41
• 3.1 氮摻雜石墨烯量子點的制備及其表征24-33
• 3.1.1 引言24
• 3.1.2 實驗部分24-25
• 3.1.2.1 實驗裝置24
• 3.1.2.2 實驗步驟24-25
• 3.1.2.3 表征技術25
• 3.1.3 實驗結果與討論25-32
• 3.1.3.1 形貌表征25-28
• 3.1.3.2 結構表征28-31
• 3.1.3.3 光學性能表征31-32
• 3.1.4 結論32-33
• 3.2 硫摻雜石墨烯量子點的制備及其表征33-41
• 3.2.1 引言33
• 3.2.2 實驗部分33
• 3.2.2.1 實驗裝置33
• 3.2.2.2 實驗步驟33
• 3.2.2.3 表征技術33
• 3.2.3 實驗結果與討論33-40
• 3.2.3.1 形貌表征34-36
• 3.2.3.2 結構表征36-39
• 3.2.3.3 光學性能表征39-40
• 3.2.4 結論40-41
• 第4章 水熱法制備摻雜型石墨烯量子點的研究41-61
• 4.1 鋰摻雜石墨烯量子點的制備及其表征41-51
• 4.1.1 引言41
• 4.1.2 實驗部分41-43
• 4.1.2.1 實驗裝置41-42
• 4.1.2.2 實驗步驟42-43
• 4.1.2.3 表征技術43
• 4.1.3 實驗結果與討論43-51
• 4.1.3.1 形貌表征43-46
• 4.1.3.2 結構表征46-49
• 4.1.3.3 光學性能表征49-51
• 4.1.4 結論51
• 4.2 鋅摻雜石墨烯量子點的制備及其表征51-61
• 4.2.1 引言51
• 4.2.2 實驗部分51-52
• 4.2.2.1 實驗裝置52
• 4.2.2.2 實驗步驟52
• 4.2.2.3 表征技術52
• 4.2.3 實驗結果與討論52-60
• 4.2.3.1 形貌表征52-56
• 4.2.3.2 結構表征56-58
• 4.2.3.3 光學性能表征58-60
• 4.2.4 結論60-61
• 第5章 結論與展望61-64
• 5.1 主要結論61-63
• 5.1.1 回流法制備N-GQDs和S-GQDs61-62
• 5.1.2 水熱法制備Li-GQDs和Zn-GQDs62-63
• 5.2 論文創(chuàng)新點63
• 5.3 進一步的研究工作展望63-64
• 參考文獻64-70
• 碩士期間發(fā)表的論文70-71
• 致謝71

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 吳娟霞;徐華;張錦;;拉曼光譜在石墨烯結構表征中的應用[J];化學學報;2014年03期

，

本文編號：577074