石墨烯量子点的制备开题报告

全文总字数：2534字

1. 研究目的与意义

石墨烯量子点（gqds）是仅有几个纳米的零维碳基材料，对比于传统无机量子点材料，gqds 在光致发光，环境友好，在水溶液中的相容性等方面表现出卓越的性能。

在另一方面，因 gqds 的表面官能基的适应性和纳米级别的尺寸，便于其表面改性和量子效应的表现，在多个领域比如离子检测，光伏器件，等有着广阔的应用前景。

它继承了石墨烯良好的生物相容性、优异的化学惰性以及无毒性质，同时还具有比石墨烯更大的比表面积、更好的表面嫁接性，可以通过π-π共轭接合引入较多的官能团，其成为非零带隙和光致发光石墨烯量子点( gqds )是一种衍生自石墨烯的零维碳材料,其独特的结构和可调制荧光特性使 gqds在多个领域,例如生物成像、光学传感、显示器件等表现出巨大潜力。

2. 国内外研究现状分析

peng等通过改变反应温度制备了三种不同尺寸的gqds，粒径分别为1-4nm、4-8nm和7-11nm，其荧光发射出现从蓝/绿到黄光的转变。

通过酸氧化炭黑所制备的gqds随尺寸由15nm增大到18nm，荧光发射也由绿转换到黄。

然而gqds的发射光谱受尺寸影响的情况也有例外，如通过葡萄糖碳化制备的gqds表现出与尺寸不相关的发光，可能是由于表面缺陷态发射在其发光机制中起主导作用的原因。

3. 研究的基本内容与计划

如下表格，测试不同石墨烯材料在不同条件下的扫描电子显微镜sem（直观的形貌观察，可获得gqds的形状、粒径大小及分散性等信息）、原子力显微镜afm（通常与sem结合使用，更好的观察gqds的尺寸以及分布情况，同时可以确定其厚度）、紫外吸收(测试gqds的光学吸收性能)、荧光光谱(提供gqds的激发和发射光谱以及荧光寿命等参数．从而获得其尺寸、粒径分布、形状和表面缺陷等信息)、x射线光电子能谱xps（可确定gqds所含元素，精细谱及分峰可以确定其各个键的含量，提供晶体结构和粒径方面的信息）、材料的荧光效应、材料的紫外吸收效率、材料的发光效率。

计算量子点的产率、发光寿命和量子点浓度。

量子点实验操作步骤（溶剂热法）①用量筒量取40ml的dmf②称取500mg（某）石墨烯 ③混合超声30min④取出加入加入聚四氟内衬的水热反应釜⑤密封⑥在200℃条件下保温5h⑦冷却后取出⑧用0.22μm的滤头过滤⑨留清液（无色至黄色）⑩荧光检测量子点实验操作步骤（水热法）①用量筒量取40ml的水②称取500mg（某）石墨烯③调节ph④混合超声30min⑤取出加入加入聚四氟内衬的水热反应釜⑥密封⑦在150℃条件下保温5h⑧冷却后取出⑨用0.22μm的滤头过滤⑩留清液（无色至黄色）荧光检测 dmf 水 ph氨基化石墨烯 酸 中 碱氧化石墨烯 酸 中 碱硅烷化石墨烯 酸 中 碱烷基化石墨烯 酸 中 碱双键石墨烯 酸 中 碱浓度 0.5 0.7 0.9 0.5 0.7 0.9

4. 研究创新点

特色：石墨烯量子点有良好的生物相容性、优异的化学惰性以及无毒性质，可以表现出良好的荧光量子效应，在水相中具有很好的分散性。

创新：以不同原料、不同浓度、不同温度、不同溶剂、不同pH值得到的石墨烯量子点探索最佳的荧光性。