不同维度碳材料的功能化改性与应用研究

发布时间：2024-05-07 06:48

　　作为21世纪新兴的碳纳米材料代表,零维的碳点(CDs)与二维的石墨烯凭借优异的特性,在光电、传感、建筑、催化等领域中极具吸引力。然而,CDs通常面临聚合猝灭效应的不利影响,并且由于有机本质和表面活性,其稳定性能有待提高。关于石墨烯材料,表面惰性限制了其在水泥基材料与生物质催化等领域的应用。因此,探寻CDs和石墨烯的功能化改性手段,并研究他们在相关领域的应用潜力,是推动碳材料发展的重要课题。本文分别从CDs的基质复合改性、石墨烯的表面改性入手,研究了固态发光CDs在荧光领域、功能化石墨烯在水泥基材料和生物质催化领域的性能及应用。具体研究内容如下:(1)CDs掺杂铝基发光材料的制备及性能研究采用有机铝盐热解法,直接制备得到了CDs掺杂AlOOH发光材料(CDs@AlOOH),探索了热解工艺参数对产物的影响,明确了CDs@AlOOH的形成机理,为固态发光CDs提供了绿色高效的合成策略。研究了CDs@AlOOH的发光性能,阐明了其发光机理是以CDs发射为主导,并由AlOOH中F/F⁺色心的能量传递得到增强。另外,CDs中吡咯N和吡啶N的掺杂状态有利于增强荧光发射。通过调节...

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【学位级别】：博士

【部分图文】：

济南大学博士学位论文1第一章绪论1.1碳材料简介碳元素是自然界丰度较高的元素之一，也是构成生命体的基础[1]。随着科学技术的进步，碳材料的研究发展也逐渐深入，已渗透在人类社会的方方面面，并且凭借优异的性能在化工、储能、催化、环保、建筑等领域大显身手[2,3]。碳的电子结构为1s2....

不同维度碳材料的功能化改性与应用研究21.2CDs材料1.2.1CDs结构与制备CDs是指尺寸小于10nm具有荧光性质的碳颗粒，包括碳纳米点、石墨烯量子点、聚合物点。CDs具有准球形状态，主要由碳核和表面官能团组成[5]。由于碳源及制备方法的不同，CDs形态结构各异，到目前为止，....

济南大学博士学位论文3经过十几年的发展，越来越多类型的CDs通过各种碳源、各种方法制备出来。以CDs的构筑形式，将合成方法分为自上而下法和自下而上法两类，如图1.3所示[5]。图1.3CDs两类制备方法[5]：自上而下法和自下而上法Figure1.3Twokindsofprepa....

不同维度碳材料的功能化改性与应用研究4图1.4合成CDs的各种绿色碳源[13]Figure1.4GreencarbonsourcesofCDs在目前的研究中，CDs基本是在溶液条件下产出的。关于固态CDs，通常是将已制备的CDs溶液干燥固定于特定的基质材料中，这种二次操作不仅使制....

本文编号：3966970