石墨烯量子點(diǎn)作為一種零維新型納米材料,除了擁有石墨烯的特性之外,因其獨(dú)特的量子局限效應(yīng)和邊緣效應(yīng),在電學(xué)領(lǐng)域受到眾多學(xué)者的廣泛關(guān)注。根據(jù)橢球粒子的復(fù)合材料導(dǎo)電理論,建立了石墨烯量子點(diǎn)（GQDs）溶液有效電導(dǎo)率模型。結(jié)合實(shí)驗(yàn)結(jié)果并比較Hashin-Shtrikman（H-S）模型、滲流模型、有效介質(zhì)理論（EMT）模型和普適性模型（GEM）,確定了GEM模型為預(yù)測(cè)不同體積分?jǐn)?shù)下GQDs溶液有效電導(dǎo)率的最優(yōu)模型,并得到了相應(yīng)的滲流閾值和臨界指數(shù)。同時(shí),考慮到多種外界因素的影響,研究了溫度、頻率和磁場(chǎng)強(qiáng)度對(duì)GQDs溶液有效電導(dǎo)率的影響,分析了實(shí)驗(yàn)結(jié)果的變化趨勢(shì),進(jìn)一步完善了GQDs有效電導(dǎo)率的研究。 

【文章來(lái)源】：化工新型材料. 2020,48(S1)北大核心CSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：5 頁(yè)

【部分圖文】：

GQDs粒子分布TEM圖（a）和粒子大小分布圖（b)

實(shí)驗(yàn)溫度為20℃，在無(wú)任何外加磁場(chǎng)與頻率的條件下，使用上述的4種模型對(duì)GQDs溶液的有效電導(dǎo)率進(jìn)行預(yù)測(cè)。首先，給出了GQDs溶液在不同體積分?jǐn)?shù)?下的實(shí)驗(yàn)值γ，見(jiàn)圖2。由圖可見(jiàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果的滲流閾值大致為1.5×10-3。2.2.1 H-S模型預(yù)測(cè)分析

在滲流模型中，體系臨界指數(shù)t對(duì)模型的預(yù)測(cè)結(jié)果起著關(guān)鍵的作用。在二維復(fù)合材料導(dǎo)電體系中，t的理想值為1～1.3，而在三維體系中，t往往選擇為1.62～2.0。但在實(shí)際的應(yīng)用中，由于復(fù)合導(dǎo)電材料的形態(tài)、尺寸、邊緣和層數(shù)等因素的制約，導(dǎo)致了實(shí)際的t值通常和理論值有較大的差別。因此，本實(shí)驗(yàn)研究了在t取值為2、3和4的情況下對(duì)滲流模型有效電導(dǎo)率的預(yù)測(cè)，結(jié)果見(jiàn)圖4。由圖可見(jiàn)，和實(shí)驗(yàn)值γ相比，當(dāng)t=2時(shí)電導(dǎo)率預(yù)測(cè)結(jié)果整體偏小，且弧度較大；相反，當(dāng)t=4時(shí)，預(yù)測(cè)結(jié)果明顯偏大，且弧度較小。當(dāng)t=3時(shí)，預(yù)測(cè)的曲線和實(shí)際值相交，但曲線趨勢(shì)和實(shí)驗(yàn)值的趨勢(shì)有著一定的差距，所以該模型對(duì)GQDs溶液的應(yīng)用存在不足。2.2.3 EMT模型預(yù)測(cè)分析

【參考文獻(xiàn)】：
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