氧化石墨烯的制備及光致發(fā)光性質(zhì)研究.pdf

1、制備高質(zhì)量的氧化石墨烯，觀察其發(fā)光規(guī)律，并研究發(fā)光機(jī)理，對于調(diào)控氧化石墨烯的發(fā)光性質(zhì)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)石墨烯基熒光材料的應(yīng)用有重要的意義。近年來，氧化石墨烯由于其熒光性質(zhì)在生物應(yīng)用等方面具有很多獨(dú)特的優(yōu)勢，成為了人們研究的熱點(diǎn)。但是，氧化石墨烯具有非常復(fù)雜的原子和電子結(jié)構(gòu)，因此缺乏清晰合理的機(jī)理來解釋其發(fā)光行為。本論文正是基于這種現(xiàn)狀，以氧化石墨烯為主要研究對象，對高質(zhì)量樣品的制備和發(fā)光性質(zhì)進(jìn)行深入探討。本論文的主要研究工作如下:
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2、1)采用一種改進(jìn)的Hummers方法制備氧化石墨烯，隨后通過一系列測試手段對氧化石墨烯的形貌、結(jié)構(gòu)、化學(xué)成分、分散性和發(fā)光性質(zhì)進(jìn)行了表征。結(jié)果表明，制備得到的氧化石墨烯片尺寸大小約為0.5μm，厚度大致為1.1nm，層數(shù)為單層。氧化石墨烯中存在sp2雜化和sp3雜化的碳原子，sp3雜化碳原子的出現(xiàn)是由于在氧化過程中碳原子平面被多種含氧官能團(tuán)所修飾。制備的氧化石墨烯在可見光范圍內(nèi)有熒光發(fā)射。
　　(2)對制備得到的氧化石墨烯進(jìn)行常溫

3、光致發(fā)光研究。研究了激發(fā)能量和pH值對于發(fā)光的影響，結(jié)果表明氧化石墨烯的發(fā)光性質(zhì)強(qiáng)烈地依賴于激發(fā)能量和pH值;發(fā)現(xiàn)了Mn2+可以充當(dāng)熒光能量轉(zhuǎn)移中心，使氧化石墨烯的發(fā)光性質(zhì)發(fā)生改變。
　　(3)對制備得到的氧化石墨烯進(jìn)行低溫和變溫光致發(fā)光研究。在低溫和變溫過程中發(fā)現(xiàn)了異常的發(fā)光行為，最終提出一個(gè)四能級(jí)模型解釋氧化石墨烯的發(fā)光機(jī)理，并通過分析完成陷阱能級(jí)的指認(rèn)，位于最低未占分子軌道以下約120meV處。
　　(4)通過兩步法對