微波—水热法制备石墨烯量子点及其氨基功能化研究

发布时间：2017-03-21 10:00

  本文关键词：微波—水热法制备石墨烯量子点及其氨基功能化研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：石墨烯量子点（GQDs）作为石墨烯家族新成员，因其独特的准零维结构和良好的发光性能可在电致发光器件、太阳能电池等新能源领域有应用潜质，因而引起了研究人员的广泛研究，目前对GQDs的研究主要集中在制备与荧光性能研究方面。 本课题通过超声辅助氧化法一步合成氧化石墨烯（GO），以GO为原料采用微波-水热法制备GQDs，对GQDs进行氨基功能化丰富其荧光性能。应用X-射线衍射（XRD）分析产物的晶体结构；利用热重（TG）分析研究原材料热稳定性，确定最佳反应温度；透射电镜（TEM）对GQDs的形貌和尺寸进行表征；采用紫外吸收光谱（UV-vis）及荧光光谱（PL）等手段研究反应条件对产物发光性能的影响和控制规律。 采用N,N-二甲基甲酰胺为氨源，氨基化研究结果表明，经微波辅助溶剂热反应后，氨基被接枝到GQDs片层之间或边缘，得到的量子点的尺寸小于10nm，更接近零维状态。相关荧光性能测试表明经氨基功能化后，GQDs表现出更加丰富的发光性能，如激发波长依赖性以及上转换发光等性能，拓展了GQDs在可见光范围内的发光。 在制备过程中的水热温度和水热反应时间、pH值、微波处理时间、微波功率等实验条件对于GQDs的荧光发光强度和氨基化程度等都有较大的影响，本课题以荧光性能为评价依据，，对以上实验条件进行探究，确定当微波功率为800W，微波处理10min，在pH=10的条件下190℃反应6个小时即可获得具有较佳荧光性能的GQDs。
【关键词】：石墨烯量子点 微波 超声 氨基功能化 光致发光
【学位授予单位】：哈尔滨理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TQ127.11
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-17
• 1.1 课题背景10
• 1.2 GQDs 的研究现状10-16
• 1.2.1 GQDs 的性质10-12
• 1.2.2 GQDs 的应用12-13
• 1.2.3 GQDs 的制备与功能化改性13-16
• 1.3 本课题研究意义及研究内容16-17
• 第2章 制备与表征方法17-25
• 2.1 原料与设备17-18
• 2.1.1 实验用原料17
• 2.1.2 实验用仪器设备17-18
• 2.2 材料制备18-21
• 2.2.1 GO 纳米碎片的制备18-19
• 2.2.2 GQDs 的制备19-20
• 2.2.3 GQDs 的氨基功能化20-21
• 2.3 表征分析方法21-24
• 2.3.1 X 射线衍射分析21-22
• 2.3.2 透射电镜分析22
• 2.3.3 热分析22
• 2.3.4 傅里叶转换红外光谱分析22-23
• 2.3.5 色坐标23
• 2.3.6 荧光光谱分析23
• 2.3.7 紫外 可见吸收光谱分析23-24
• 2.4 本章小结24-25
• 第3章 GQDs 的制备与氨基功能化25-41
• 3.1 引言25
• 3.2 前驱体结构和形貌分析25-28
• 3.3 微波 水热法制备 GQDs28-33
• 3.3.1 结构和形貌分析28-30
• 3.3.2 官能团分析30-31
• 3.3.3 荧光性能分析31-33
• 3.4 GQDs 的氨基功能化33-40
• 3.4.1 af GQDs 结构和形貌分析33-35
• 3.4.2 官能团分析35-36
• 3.4.3 荧光性能分析36-40
• 3.5 本章小结40-41
• 第4章 微波 水热法制备条件的优化41-53
• 4.1 水热反应温度的影响41-42
• 4.2 水热反应时间的影响42-43
• 4.3 pH 值的影响43-45
• 4.4 微波处理的影响45-52
• 4.4.1 微波功率对 GQDs 荧光强度的影响45-46
• 4.4.2 微波功率对 GQDs 氨基化程度的影响46-48
• 4.4.3 微波处理时间对 GQDs 荧光强度的影响48-50
• 4.4.4 微波处理时间对 GQDs 氨基化程度的影响50-52
• 4.5 本章小结52-53
• 结论53-54
• 参考文献54-58
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文58-59
• 致谢59

【共引文献】

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