作為21世紀(jì)新興的碳納米材料代表,零維的碳點(diǎn)(CDs)與二維的石墨烯憑借優(yōu)異的特性,在光電、傳感、建筑、催化等領(lǐng)域中極具吸引力。然而,CDs通常面臨聚合猝滅效應(yīng)的不利影響,并且由于有機(jī)本質(zhì)和表面活性,其穩(wěn)定性能有待提高。關(guān)于石墨烯材料,表面惰性限制了其在水泥基材料與生物質(zhì)催化等領(lǐng)域的應(yīng)用。因此,探尋CDs和石墨烯的功能化改性手段,并研究他們在相關(guān)領(lǐng)域的應(yīng)用潛力,是推動碳材料發(fā)展的重要課題。本文分別從CDs的基質(zhì)復(fù)合改性、石墨烯的表面改性入手,研究了固態(tài)發(fā)光CDs在熒光領(lǐng)域、功能化石墨烯在水泥基材料和生物質(zhì)催化領(lǐng)域的性能及應(yīng)用。具體研究內(nèi)容如下:(1)CDs摻雜鋁基發(fā)光材料的制備及性能研究采用有機(jī)鋁鹽熱解法,直接制備得到了CDs摻雜AlOOH發(fā)光材料(CDs@AlOOH),探索了熱解工藝參數(shù)對產(chǎn)物的影響,明確了CDs@AlOOH的形成機(jī)理,為固態(tài)發(fā)光CDs提供了綠色高效的合成策略。研究了CDs@AlOOH的發(fā)光性能,闡明了其發(fā)光機(jī)理是以CDs發(fā)射為主導(dǎo),并由AlOOH中F/F⁺色心的能量傳遞得到增強(qiáng)。另外,CDs中吡咯N和吡啶N的摻雜狀態(tài)有利于增強(qiáng)熒光發(fā)射。通過調(diào)節(jié)...

【文章頁數(shù)】：142 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

濟(jì)南大學(xué)博士學(xué)位論文1第一章緒論1.1碳材料簡介碳元素是自然界豐度較高的元素之一，也是構(gòu)成生命體的基礎(chǔ)[1]。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，碳材料的研究發(fā)展也逐漸深入，已滲透在人類社會的方方面面，并且憑借優(yōu)異的性能在化工、儲能、催化、環(huán)保、建筑等領(lǐng)域大顯身手[2,3]。碳的電子結(jié)構(gòu)為1s2....

不同維度碳材料的功能化改性與應(yīng)用研究21.2CDs材料1.2.1CDs結(jié)構(gòu)與制備CDs是指尺寸小于10nm具有熒光性質(zhì)的碳顆粒，包括碳納米點(diǎn)、石墨烯量子點(diǎn)、聚合物點(diǎn)。CDs具有準(zhǔn)球形狀態(tài)，主要由碳核和表面官能團(tuán)組成[5]。由于碳源及制備方法的不同，CDs形態(tài)結(jié)構(gòu)各異，到目前為止，....

濟(jì)南大學(xué)博士學(xué)位論文3經(jīng)過十幾年的發(fā)展，越來越多類型的CDs通過各種碳源、各種方法制備出來。以CDs的構(gòu)筑形式，將合成方法分為自上而下法和自下而上法兩類，如圖1.3所示[5]。圖1.3CDs兩類制備方法[5]：自上而下法和自下而上法Figure1.3Twokindsofprepa....

不同維度碳材料的功能化改性與應(yīng)用研究4圖1.4合成CDs的各種綠色碳源[13]Figure1.4GreencarbonsourcesofCDs在目前的研究中，CDs基本是在溶液條件下產(chǎn)出的。關(guān)于固態(tài)CDs，通常是將已制備的CDs溶液干燥固定于特定的基質(zhì)材料中，這種二次操作不僅使制....

本文編號：3966970