本文關(guān)鍵詞：幾種摻雜型石墨烯量子點(diǎn)的溶液法制備及性質(zhì)研究

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【摘要】：發(fā)光石墨烯量子點(diǎn)(Graphene Quantum Dot,GQDs),由于其顯著的熒光特性受到廣泛的關(guān)注,理論和實(shí)驗(yàn)證明,GQDs除了具備石墨烯自身獨(dú)特的性質(zhì)外,還具備更強(qiáng)的量子限域效應(yīng)和邊緣效應(yīng),其在光電器件、傳感器、生物成像等方面有較好的應(yīng)用前景。但不足的是,目前合成的GQDs活性位點(diǎn)相對(duì)較少、熒光量子產(chǎn)率不高、選擇性較差,這嚴(yán)重限制了GQDs的推廣、應(yīng)用。研究表明,異原子進(jìn)入石墨烯結(jié)構(gòu),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(yīng)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(jī)理的研究還處于初級(jí)階段,因此,探究摻雜型GQDs的制備以及摻雜對(duì)GQDs的結(jié)構(gòu)及性能的調(diào)控具有極大的科研意義和應(yīng)用價(jià)值。本論文主要完成了以下幾個(gè)方面的研究工作:1、以乙炔黑為碳源,通過(guò)回流法成功制備出單分散的氮摻雜石墨烯量子點(diǎn)(N-GQDs)和硫摻雜石墨烯量子點(diǎn)(S-GQDs)。在254 nm和365 nm紫外燈照射下,N-GQDs分別發(fā)出藍(lán)光和綠光,S-GQDs分別發(fā)出紫光和藍(lán)光。經(jīng)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(nèi)(d N-GQDs=3.3 nm,d S-GQDs=4.3 nm)。經(jīng)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(shí)N和S成功地?fù)诫s進(jìn)入了石墨烯結(jié)構(gòu)。經(jīng)光致發(fā)光實(shí)驗(yàn)(PL和PLE)和紫外可見(jiàn)吸收光譜(UV-vis)表征,表明引入N和S有效地調(diào)節(jié)了GQDs的電子結(jié)構(gòu)和光學(xué)性能。2、以乙炔黑為碳源,通過(guò)水熱法成功制備出單分散的鋰摻雜石墨烯量子點(diǎn)(Li-GQDs)和鋅摻雜石墨烯量子點(diǎn)(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(lán)光。經(jīng)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(jīng)XPS、FTIR、XRD和Raman表征,證實(shí)Li和Zn成功地?fù)诫s進(jìn)入了石墨烯結(jié)構(gòu)。經(jīng)PL、PLE和UV-vis表征,表明引入Li和Zn有效地調(diào)節(jié)了GQDs的電子結(jié)構(gòu)和光學(xué)性能。
【關(guān)鍵詞】：摻雜型石墨烯量子點(diǎn) 乙炔黑 回流法 水熱法
【學(xué)位授予單位】：云南師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：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(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-14
• 1.2.1 摻雜GQDs的研究進(jìn)展11-14
• 1.2.2 摻雜GQDs的應(yīng)用14
• 1.3 本文的研究?jī)?nèi)容14-17
• 1.3.1 主要研究?jī)?nèi)容14-15
• 1.3.2 研究方案15-17
• 第2章 實(shí)驗(yàn)原理與方法17-24
• 2.1 實(shí)驗(yàn)原理17-18
• 2.1.1 回流法17
• 2.1.2 水熱法17-18
• 2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備與材料18
• 2.2.1 主要設(shè)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(shí)驗(yàn)（熒光發(fā)射譜和PLE譜）22-23
• 2.3.9 紫外-可見(jiàn)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(diǎn)的研究24-41
• 3.1 氮摻雜石墨烯量子點(diǎn)的制備及其表征24-33
• 3.1.1 引言24
• 3.1.2 實(shí)驗(yàn)部分24-25
• 3.1.2.1 實(shí)驗(yàn)裝置24
• 3.1.2.2 實(shí)驗(yàn)步驟24-25
• 3.1.2.3 表征技術(shù)25
• 3.1.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論25-32
• 3.1.3.1 形貌表征25-28
• 3.1.3.2 結(jié)構(gòu)表征28-31
• 3.1.3.3 光學(xué)性能表征31-32
• 3.1.4 結(jié)論32-33
• 3.2 硫摻雜石墨烯量子點(diǎn)的制備及其表征33-41
• 3.2.1 引言33
• 3.2.2 實(shí)驗(yàn)部分33
• 3.2.2.1 實(shí)驗(yàn)裝置33
• 3.2.2.2 實(shí)驗(yàn)步驟33
• 3.2.2.3 表征技術(shù)33
• 3.2.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論33-40
• 3.2.3.1 形貌表征34-36
• 3.2.3.2 結(jié)構(gòu)表征36-39
• 3.2.3.3 光學(xué)性能表征39-40
• 3.2.4 結(jié)論40-41
• 第4章 水熱法制備摻雜型石墨烯量子點(diǎn)的研究41-61
• 4.1 鋰摻雜石墨烯量子點(diǎn)的制備及其表征41-51
• 4.1.1 引言41
• 4.1.2 實(shí)驗(yàn)部分41-43
• 4.1.2.1 實(shí)驗(yàn)裝置41-42
• 4.1.2.2 實(shí)驗(yàn)步驟42-43
• 4.1.2.3 表征技術(shù)43
• 4.1.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論43-51
• 4.1.3.1 形貌表征43-46
• 4.1.3.2 結(jié)構(gòu)表征46-49
• 4.1.3.3 光學(xué)性能表征49-51
• 4.1.4 結(jié)論51
• 4.2 鋅摻雜石墨烯量子點(diǎn)的制備及其表征51-61
• 4.2.1 引言51
• 4.2.2 實(shí)驗(yàn)部分51-52
• 4.2.2.1 實(shí)驗(yàn)裝置52
• 4.2.2.2 實(shí)驗(yàn)步驟52
• 4.2.2.3 表征技術(shù)52
• 4.2.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論52-60
• 4.2.3.1 形貌表征52-56
• 4.2.3.2 結(jié)構(gòu)表征56-58
• 4.2.3.3 光學(xué)性能表征58-60
• 4.2.4 結(jié)論60-61
• 第5章 結(jié)論與展望61-64
• 5.1 主要結(jié)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(diǎn)63
• 5.3 進(jìn)一步的研究工作展望63-64
• 參考文獻(xiàn)64-70
• 碩士期間發(fā)表的論文70-71
• 致謝71

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 吳娟霞;徐華;張錦;;拉曼光譜在石墨烯結(jié)構(gòu)表征中的應(yīng)用[J];化學(xué)學(xué)報(bào);2014年03期

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本文編號(hào)：577074