含氮石墨烯量子点的制备及其光学性质研究

采用水热法一步合成了含氮石墨烯量子点(NGQDs), 通过原子力显微镜(AFM)、透射电镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)等对NGQDs的形貌和组成进行表征, 并进一步通过紫外-可见光谱(UV-Vis)、荧光光谱(PL)等手段研究了NGQDs的光学性质。AFM和TEM分析结果表明, NGQDs尺寸约为8.9 nm、厚度为0.6 ~2.0 nm (即1~3个碳原子层)。XPS分析结果表明NGQDs中氮含量约为17%, 且氮元素主要以“吡咯N”形式存在。光谱学实验表明, NGQDs的激发光谱与吸收光谱基本一致, 且其发射光谱与激发波长之间不存在依赖关系。此外, NGQDs的量子产率为~18%, 并随着含氮量的增加而增加, 且其荧光寿命衰变曲线可以被拟合成很好的双指数衰变曲线(τ₁=2.93 ns, τ₂=9.00 ns), 表明NGQDs有两种发色源, 即边缘富有含氧官能团的sp²碳簇和含氮五元环-吡咯环。     

CdS量子点的制备和光学性质

以醋酸镉、硫粉为原料制备CdS量子点,研究了硫的加入量对其光学性质的影响,结果表明:合成的CdS量子点粒径均匀,分散性较好,随着硫加入量的增加CdS量子点的粒径增大;反应中过量的硫能有效地填补硫空位,从而抑制表面态发光,同时,ODA的修饰也能有效地钝化表面态,减小表面态的发光强度.     

石墨烯量子点的制备

主要通过水热法合成了石墨烯量子点,并对合成的石墨烯量子点进行了相关表征。具体的合成步骤为:(1)采用Hummers方法合成氧化石墨烯;(2)硼氢化钠和柠檬酸钠还原氧化石墨烯;(3)以浓硫酸与浓硝酸预氧化石墨烯;(4)膨化处理;(5)水热处理;(6)透析处理,得到石墨烯量子点。表征主要包括紫外光谱,荧光光谱表征,还有电化学和电致发光分析表征。结果表明,所合成的石墨烯量子点具有良好的紫外和荧光响应信号和稳定的化学发光信号。     

石墨烯量子点的制备及其生物应用

石墨烯量子点(GQDs)作为石墨烯材料的衍生物, 在兼顾了石墨烯优良特性的同时, 又依靠量子限域效应和边界效应而具备了光致发光(PL)等石墨烯所不具备的性质, 而且在细胞毒性、生物相容性等方面也有更好的表现。近年来, GQDs的制备方法日趋多样化, 通常将其分为Top-down和Bottom-up两种方法。随着GQDs在生物医学领域应用的不断深化, 对其形貌和尺寸控制也提出了更高的要求, 因此本文对Bottom-up法等一些有希望精确控制GQDs形貌和尺寸的方法进行了重点介绍, 并对各种方法的优缺点进行了对比。目前GQDs的生物应用主要包括生物成像、生物传感器、药物输运和抗菌剂等, 本文对其各种应用分别进行了介绍, 并结合各种应用对GQDs的要求给出了制备方法的建议。文章最后还指出了GQDs研究中存在的问题及发展方向。     

AgIn合金量子点复合玻璃的制备及光学性质研究

采用溶胶-凝胶法结合气氛控制的技术制备了AgIn合金量子点掺杂钠硼硅基(NBS)玻璃。利用X射线粉末衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)以及选区电子衍射(SAED)对AgIn合金量子点在玻璃中的形貌和微结构进行了表征, 并利用荧光光谱仪对该玻璃的荧光性质进行了研究。结果表明, 在600℃热处理下钠硼硅玻璃中形成了尺寸分布在5 nm左右的均一的AgIn六方晶系量子点, 而且分布在玻璃中的AgIn量子点在435 nm附近存在一个荧光峰, 表明AgIn量子点掺杂NBS玻璃可以作为激光源、非线性介质和光子设备的候选玻璃。     

荧光石墨烯量子点的制备及其荧光机理分析

石墨烯量子点(GQDs)因其潜在的全光谱荧光可调控性和稳定性,在环境化学、物理器件、生物医药等诸多领域被认为是最有前景的纳米材料之一。探索GQDs的荧光发光机理,调控荧光能谱,进一步开发可控性合成与生长途径和工艺,尤其可批量及规模化生产方式,是GQDs器件应用中亟待解决的关键问题。从自上而下(Top-down)法、自下而上(Bottom-up)法和表面修饰等3个方面介绍了荧光GQDs的制备及调控,比较了GQDs与其它量子点材料荧光性质的异同,并重点综述了GQDs的量子限域效应以及边缘态和表面态对其光致荧光性质的影响。     

石墨烯量子点的制备及应用进展

石墨烯量子点作为零维纳米材料,以其优异的电学、光学、热学等特性而备受关注。石墨烯量子点不仅具有石墨烯的特性,同时还具备量子点的特殊结构特征。石墨烯量子点表现出的很多新颖的特性,引起了越来越多的科研工作者的关注。本文综述了石墨烯量子点的主要制备方法以及相关领域的研究进展,最后对石墨烯量子点的应用前景进行了展望。     

N掺杂石墨烯量子点的制备及其光催化降解性能

石墨烯量子点(GQDs)作为绿色、经济的新型碳质纳米材料在有机污染物的降解、能源利用方面有着广泛的应用前景。以柠檬酸为碳源,尿素作为氮源,通过水热法制备出尺寸均匀、高荧光的N掺杂石墨烯量子点(N-GQDs)。通过X射线衍射、拉曼光谱、透射电子显微镜、荧光光谱、紫外可见吸收光谱等手段对N-GQDs的晶型结构、微观形貌、表面官能团分布和光物理性能进行表征。通过MTT法对N-GQDs的毒性进行检测,又通过对亚甲基蓝(MB)的光催化降解考察样品的光催化性能。结果表明,制备的N-GQDs尺寸均匀、荧光强度高且毒性低。由于N原子的成功掺杂,N-GQDs作为光催化剂在可见光下对MB进行光催化降解比MB的自身降解更快,在短时间内(120 min)降解率可以达到82.5%。     

石墨烯量子点的制备及应用研究进展

石墨烯量子点是一种新型的零维碳纳米材料,不同于常规碳材料,因其具有量子局限效应和边缘效应,在催化、检测、生物医学以及传感器等化工领域显示出重要的应用价值。因此,石墨烯量子点的制备以及应用研究迅速成为石墨烯研究领域的热点之一。综述了石墨烯量子点的制备以及应用研究的发展现状,探讨了现今该领域亟待解决的问题以及今后的发展趋势和前景。     

Ⅱ-Ⅵ族量子点的制备和非线性光学性质研究进展

量子点具有独特的量子结构和物理性质而被广泛应用于生物探针、发光二极管、太阳能电池等。主要综述了Ⅱ-Ⅵ族半导体量子点的合成方法,比较了各种方法的优缺点,并介绍了半导体量子点非线性光学性质研究的最新进展。最后对其今后的主要发展方向进行了探讨。     

石墨烯量子点修饰TiO_2复合纳米材料的制备及其光电性能研究

传统的二氧化钛(TiO_2)存在一些问题,如能隙值过大只可响应紫外波段,光生电子与空穴极易在体内和表面复合。针对目前TiO_2在光催化应用中存在的不足,提出了有效提升其光催化性能的实验方案。以高比率(001)面纳米TiO_2粒子为研究对象,采用热裂解柠檬酸制备的石墨烯量子点(GQDs),在强碱水热条件下制备出GQDs修饰的海胆状TiO_2。对所制样品的形貌与结构进行表征,并利用构建好的电化学平台,分析改性修饰对TiO_2光催化性能的影响。结果表明,GQDs敏化的TiO_2显示出优异的光催化性能。     

石墨烯量子点/纤维素复合气凝胶材料的制备及其吸附性能研究

目的以石墨烯量子点为填充材料,纤维素为基体,制备石墨烯量子点/纤维素复合气凝胶。方法以原生木浆纤维为原料,氯化锌溶液为溶剂来溶解纤维素,以无水硫酸钠为成孔剂,石墨烯量子点为填充材料,经水洗固化、低温冷冻干燥制备纤维素气凝胶复合材料。利用扫描电镜、X射线衍射、红外光谱、吸附实验等研究气凝胶的微观结构和对甲基蓝的吸附性能。结果制备的气凝胶材料具有三维多孔结构,大孔较多,密度低,纤维素气凝胶的密度为0.113 g/cm^3,吸附率为5.85%;复合气凝胶的密度为0.116 g/cm^3,吸附率为11.22%。结论石墨烯量子点的加入改善了纤维素气凝胶对甲基蓝的吸附效果。     

基于石墨烯量子点TFN膜的制备与性能

利用哌嗪与均苯三甲酰氯的界面聚合反应将石墨烯量子点(GQDs)作为水相添加剂掺入到纳滤膜分离皮层中构成薄层纳米复合膜GQDs-PA-TFN,并采用傅里叶变换红外光谱、X射线光电子能谱、扫描电子显微镜、原子力显微镜、Zeta电位、水接触角等进行表征分析.研究发现,即使水相中加入的GQDs量较低,GQDs-PA-TFN膜的表面结构、荷负电性和亲水性能也可得到有效改善.同时为了保证GQDs-PA-TFN膜对小分子物质的高效截留,在不牺牲膜渗透通量的情况下进行了二次界面聚合反应.当GQDs添加量为质量分数0.003%,在实验得到的最佳反应条件下制备的GQDs-PA-TFN膜在0.6 MPa压力下渗透通量为36.9 L/(m~2·h),是未添加GQDs的薄层复合膜的1.4倍,对MgSO_4的截留率为95.8%.     

石墨烯-硒化物量子点复合物的制备与性能研究

利用表面包覆1层吡啶分子的量子点和化学还原性石墨烯通过π-π堆积的方式,制备了石墨烯-量子点(PbSe、ZnSe、CdSe)复合物。包覆在量子点外层的吡啶分子芳香环结构起到桥梁的作用,将石墨烯和量子点π-π堆积起来,同时延伸了石墨烯的共轭结构。通过XRD、UV-Vis、TEM、Raman等表征手段,考察了相应复合物的结构、形成机理与性质。所制石墨烯-量子点复合物能稳定分散于水或极性溶液中,使得此类石墨烯复合物在生物体内具有良好的应用前景。通过循环伏安法对制备的产物进行了电化学性能测试。根据循环伏安曲线,复合物CCG-ZnSe的电容较单纯的CCG、ZnSe有大幅提高。     

纳米氧化锌-石墨烯量子点复合材料制备及光催化性能研究

采用溶剂热法在醋酸锌的乙醇溶液中制备出了纳米氧化锌(ZnO);然后利用葡萄糖为原料,通过热裂解的方法制备石墨烯量子点(GQDs);再将二者混合制备不同比例的ZnO-GQDs复合材料,对材料的形貌、晶相结构和光谱特性进行表征,并以罗丹明B为目标降解物考察了其光催化性能。结果表明:以汞灯光照120min,纳米ZnO、GQDs和ZnOGQDs-0.3复合材料对罗丹明B的降解率分别达到81.91%、43.26%和90.24%。复合材料光催化活性的提高,主要归因于适量引入GQDs可以更好地吸附有机染料,同时促进ZnO光生载流子的有效分离,降低其复合率。     

InP量子点的掺杂及其光学性能

采用原位成核掺杂法合成了Li、Zn金属离子掺杂的InP量子点(分别记为Li: InP和Zn: InP), 并研究了掺杂剂对量子点的结构、尺寸和光学性能的影响。研究结果表明, Li⁺、Zn²⁺掺杂的InP量子点结晶度较高且尺寸均匀。虽然Li⁺掺杂未引起InP量子点的结构发生变化, Li⁺未进入InP晶格, 但是抑制了InP量子点的成核与长大, 使其吸收谱和荧光谱均发生大幅度的蓝移。Zn掺杂同样也抑制InP量子点的成核与长大, 并且形成InP/Zn₃P₂/ZnO复合核壳结构, 显著增强了InP量子点的荧光, 尤其是当Zn掺杂浓度(Zn/In原子比)为0.2时, InP量子点的荧光强度增加近100多倍, 这对短波长InP量子点的合成具有一定的参考价值。     

石墨烯-半导体量子点复合体系薄膜制备及其光电性能研究取得新进展

低维碳纳米材料的发现及合成,重新引起了人们对碳材料的巨大研究兴趣,加快了纳米材料和技术的发展。自2004年英国Manchester大学A．K．Geim组用力学剥离方法制备出石墨烯（Graphene）材料后,Graphene优异性能被陆续揭示,成为目前室温导电速度最快、力学强度最大、导热能力最强的材料,有望在纳电子学、能源、环境、     

水溶性ZnS量子点的共沉淀法制备、 表征及其光学性能

以硫化钠和乙酸锌为反应物,3-巯基丙酸为表面包覆剂,利用共沉淀法制备了水溶性ZnS量子点。并采用X射线衍射仪、透射电子显微镜和荧光分光光度计等对样品的结构、形貌、粒径和光学性能进行了表征。结果表明:所得样品为ZnS立方型闪锌矿结构,量子点的形状呈不规则球形,粒径主要集中在4.8nm左右;样品在585～590nm之间出现了黄色荧光发射波峰。同时,利用红外光谱对ZnS量子点的合成机理进行了初步分析。     

水相制备CdSe量子点及其ZnS核壳结构量子点

因具有较宽的可调控发光范围,CdSe量子点及其ZnS核壳结构量子点受到了研究者们的普遍关注。采用水相回流法合成了CdSe量子点及其ZnS核壳结构量子点,并结合透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、紫外-可见光吸收光谱(UV-Vis)和荧光光谱(PL)对样品进行表征。TEM结果表明,合成的量子点粒径分布较宽且结晶度较高;从XRD分析结果可以看出,CdSe量子点为闪锌矿结构,沿着晶面向外生长ZnS壳层后,谱峰向高角度偏移;从UV-Vis和PL分析结果可以看出,CdSe量子点于500 nm处出现吸收肩峰,于644 nm处出现半高宽较宽的缺陷发光峰;随着反应时间的延长,于577 nm处出现本征发光峰。包覆了ZnS壳层后,量子点不仅发光强度明显增大,而且稳定性显著提高。该合成方法节能环保、生产效率高,具有较大的应用空间。     

纳米多孔二氧化硅薄膜的制备及其光学性质研究

以正硅酸乙酯(TEOS)为先驱体，采用溶胶-凝胶法，结合旋转涂胶和超临界干燥等工艺，在硅片上制备了纳米多孔SiO2薄膜。XRD和AFM表明该SiO2薄膜为无定形态，具有多孔网络结构，表面均匀平整，其SiO2基本粒子和孔隙的直径为30～40nm。利用椭偏光谱仪测量了SiO2薄膜在波长245～1650nm的椭偏光谱，采用Si／cauchy／rough结构模型对该光谱进行了拟合，获得了SiO2薄膜的厚度和光学常数。SiO2薄膜的厚度为500～1100nm；折射率为1．13～1．21；孔隙率为56％～70％；介电常数为1．9～2．3。