石墨烯量子點(diǎn)的制備及其復(fù)合材料性能的研究.pdf

1、本論文主要致力于自組裝石墨烯量子點(diǎn)的合成以及其功能化石墨烯量子點(diǎn)納米材料的合成、表征和光催化應(yīng)用。主要研究的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容包括高濃度石墨烯量子點(diǎn)的合成與制備、石墨烯量子點(diǎn)改性復(fù)合材料的制備探索以及對它們形貌、結(jié)構(gòu)和光致發(fā)光等綜合性能進(jìn)行表征，并將復(fù)合材料在光催化制氫和光催化降解方面進(jìn)行初步的運(yùn)用探索。本論文的主要結(jié)果總結(jié)如下：
　　（1）將膨脹石墨進(jìn)行高速切割以及超聲分散處理，將石墨粉進(jìn)行剝離分散，然后再采用改進(jìn)Hummers法，在高溫

2、下進(jìn)行氧化處理，成功合成氧化性較高的氧化石墨（OGO）。
　?。?）以高度氧化的石墨（OGO）為原料，在強(qiáng)堿的作用下，采用高溫高壓一步實(shí)現(xiàn)了高純度及高濃度黃色發(fā)光石墨烯量子點(diǎn)（GQDs）的水熱法提取，所得到的量子點(diǎn)溶液能夠直接書寫成字，在365nm的紫外分光光度計(jì)下顯色明顯。GQDs在320nm激發(fā)下的量子產(chǎn)率達(dá)23.6％，這個(gè)產(chǎn)率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于大部分之前的文獻(xiàn)報(bào)道。通過對其光致發(fā)光性能的分析，表明其具有優(yōu)越的穩(wěn)定性以及良好的光致發(fā)光性

3、能。
　?。?）以廉價(jià)商品化的二氧化鈦?zhàn)鳛樵希跉溲趸c（NaOH）的作用下，采用先水熱后煅燒的方法獲得二氧化鈦納米管（TiO2NT），通過透射電子顯微鏡（TEM）以及掃描電子顯微鏡（SEM）觀察，制備得到的TiO2NT具有較好的物理形貌。直徑約30～50nm，長度約3μm。
　?。?）通過水熱浸漬法一步制備得到石墨烯量子點(diǎn)與二氧化鈦納米管的復(fù)合材料（GQDs/TiO2NT）。通過紫外可見近紅外吸收光譜、透射電子顯微鏡（T

4、EM）以及掃描電子顯微鏡（SEM）和高分辨透射電鏡（HRTEM）的表征證實(shí)了復(fù)合結(jié)構(gòu)的存在。制備合成的GQDs/TiO2NT在光催化降解性能方面表現(xiàn)優(yōu)異，具有良好的穩(wěn)定性、可重復(fù)性以及高降解效率，降解效率隨著量子點(diǎn)的量的增加先提高后下降，當(dāng)摻雜量為2.5%GQDs/TiO2NT時(shí)，降解甲基橙（MO）的速率是單純TiO2NT降解速率的2.67倍。
　　（5）通過溶膠凝膠法制備得到一定比例的g-C3N4/TiO2，并以其為前驅(qū)體，采用