石墨烯量子點的制備及其復合材料性能的研究.pdf

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

2、下進行氧化處理，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，在強堿的作用下，采用高溫高壓一步實現(xiàn)了高純度及高濃度黃色發(fā)光石墨烯量子點（GQDs）的水熱法提取，所得到的量子點溶液能夠直接書寫成字，在365nm的紫外分光光度計下顯色明顯。GQDs在320nm激發(fā)下的量子產率達23.6％，這個產率遠遠高于大部分之前的文獻報道。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。
　　（3）以廉價商品化的二氧化鈦作為原料，在氫氧化鈉（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。
　　（4）通過水熱浸漬法一步制備得到石墨烯量子點與二氧化鈦納米管的復合材料（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）的表征證實了復合結構的存在。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、可重復性以及高降解效率，降解效率隨著量子點的量的增加先提高后下降，當摻雜量為2.5%GQDs/TiO2NT時，降解甲基橙（MO）的速率是單純TiO2NT降解速率的2.67倍。
　?。?）通過溶膠凝膠法制備得到一定比例的g-C3N4/TiO2，并以其為前驅體，采用