本文選題：石墨烯 + 熱響應(yīng)性��； 參考：《聊城大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：碳元素具有許多同素異形體。例如質(zhì)地柔軟的石墨、硬度很大的金剛石、碳納米管、富勒烯、碳量子點(diǎn)以及2004年發(fā)現(xiàn)的石墨烯。石墨烯的發(fā)現(xiàn),充實(shí)了碳材料家族,形成了從零維富勒烯和碳量子點(diǎn)、一維碳納米管、二維石墨烯到三維金剛石和石墨的完整結(jié)構(gòu)體系。石墨烯本身具有許多優(yōu)良的物理和化學(xué)性質(zhì),例如,其強(qiáng)度及比表面積大、導(dǎo)熱性好、載流子遷移率高,柔韌性好等。這些良好的性質(zhì)及其在電容器、燃料電池、傳感器、透明導(dǎo)電薄膜等方面的潛在應(yīng)用,引起了人們對(duì)石墨烯極大的研究興趣。近年來(lái)發(fā)現(xiàn)的碳量子點(diǎn),具有低毒、制備簡(jiǎn)單、熒光穩(wěn)定性好等性質(zhì)。另外,碳量子點(diǎn)特殊的結(jié)構(gòu)使其具有較高的太陽(yáng)光吸收效率、可調(diào)節(jié)的熒光光譜、光致電子轉(zhuǎn)移以及紅外響應(yīng)上轉(zhuǎn)換發(fā)光性能等特性。這些性能使得碳量子點(diǎn)在生物成像、藥物運(yùn)輸、光電器件、量子點(diǎn)敏化太陽(yáng)能電池等方面具有巨大的應(yīng)用前景。本論文的主要目的是通過(guò)對(duì)碳納米材料的研究,得到具有溫度響應(yīng)性能的智能石墨烯分散液以及熒光量子產(chǎn)率較高的油溶性碳量子點(diǎn)。本論文的主要研究?jī)?nèi)容包括材料的制備、性能的表征等,分為以下三個(gè)方面:1、智能石墨烯分散液的制備。利用液相剝離石墨粉的方法,在氯苯中制備了烷基枝化的Percec型分子輔助分散的、具有低缺陷、熱響應(yīng)性能的智能石墨烯分散液。采用透射電子顯微鏡、拉曼光譜、差式掃描量熱儀等進(jìn)行表征分析。研究并改善了石墨烯分散液的制備條件,獲得了濃度較大的石墨烯分散液。通過(guò)簡(jiǎn)單的改變溫度,便能實(shí)現(xiàn)處于分散狀態(tài)的石墨烯與穩(wěn)定劑分子的分離和回收利用。2、共價(jià)修飾的石墨烯及其分散性。利用[3+2]環(huán)加成反應(yīng)將穩(wěn)定劑分子共價(jià)修飾到石墨烯的表面,比較了修飾后的石墨烯與未修飾的石墨烯在多種有機(jī)溶劑中的分散性,發(fā)現(xiàn)修飾后的石墨烯分散性更好,從而為進(jìn)一步將其引入聚合物體系創(chuàng)造了條件。3、油溶性碳量子點(diǎn)的制備及表征。通過(guò)簡(jiǎn)單的加熱回流,在氯苯中制備了油溶性碳量子點(diǎn)。采用高分辨透射電子顯微鏡和熒光光譜儀等進(jìn)行表征分析。研究了鏈長(zhǎng)和官能團(tuán)對(duì)制得的油溶性碳量子點(diǎn)熒光性能的影響,優(yōu)化了制備條件。比較了油溶性碳量子點(diǎn)在多種有機(jī)溶劑中的溶解性。此外,我們將制得的油溶性碳量子點(diǎn)應(yīng)用到了熒光墨水上面。
[Abstract]:The carbon element has many isomorphic bodies. Examples include soft graphite, hard diamond, carbon nanotubes, fullerenes, carbon quantum dots and graphene discovered in 2004. The discovery of graphene enriches the family of carbon materials and forms a complete structure system from zero-virifullerene and carbon quantum dots, one-dimensional carbon nanotubes, two-dimensional graphene to three-dimensional diamond and graphite. Graphene has many excellent physical and chemical properties, such as high strength and specific surface area, good thermal conductivity, high carrier mobility, good flexibility and so on. These good properties and their potential applications in capacitors, fuel cells, sensors, transparent conductive films and so on have aroused great interest in graphene research. Carbon quantum dots (QDs), which have been discovered in recent years, are characterized by low toxicity, simple preparation and good fluorescence stability. In addition, the special structure of carbon quantum dots makes them have high solar absorption efficiency, adjustable fluorescence spectrum, photoelectron transfer and infrared response up-conversion luminescence properties. These properties make carbon quantum dots (QDs) have great potential applications in biological imaging, drug transport, photovoltaic devices, quantum dot-sensitized solar cells and so on. The main purpose of this thesis is to obtain intelligent graphene dispersions with temperature response and oil-soluble carbon quantum dots with high fluorescence quantum yield through the study of carbon nanomaterials. The main contents of this thesis include preparation of materials and characterization of properties, which can be divided into three aspects: 1, preparation of intelligent graphene dispersions. An intelligent graphene dispersion with low defect and thermal response was prepared from chlorobenzene by liquid phase stripping graphite powder. Transmission electron microscope, Raman spectrum and differential scanning calorimeter were used. The preparation conditions of graphene dispersions were studied and improved, and high concentration graphene dispersions were obtained. By simply changing the temperature, the separation and recycling of graphene and stabilizer molecules in dispersed state can be realized, and the covalent modification of graphene and its dispersity can be realized. The stabilizer molecule was covalently modified to the surface of graphene by [32] cycloaddition reaction. The dispersion of the modified graphene was compared with that of the unmodified graphene in various organic solvents. It was found that the modified graphene was more dispersed than the unmodified graphene in various organic solvents. Thus, the conditions for further introducing it into polymer system. 3. The preparation and characterization of oil-soluble carbon quantum dots. Oil soluble carbon quantum dots (OQDs) were prepared in chlorobenzene by simply heating reflux. High resolution transmission electron microscopy and fluorescence spectrometer were used to characterize and analyze. The effects of chain length and functional groups on the fluorescence properties of the oil-soluble carbon quantum dots were studied and the preparation conditions were optimized. The solubility of oil soluble carbon quantum dots in various organic solvents was compared. In addition, we applied the oil-soluble carbon quantum dots to fluorescent ink.
【學(xué)位授予單位】：聊城大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TQ127.11

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本文編號(hào)：1886135