熒光石墨烯的制備、發(fā)光機理及離子探測研究.pdf

1、制備具有光學(xué)帶隙的石墨烯材料對其在光電領(lǐng)域的發(fā)展和應(yīng)用意義重大。深入理解熒光石墨烯的發(fā)光機理和制備高熒光量子產(chǎn)率的石墨烯材料對于最終將石墨烯應(yīng)用于光電及生物等領(lǐng)域具有很大的指導(dǎo)意義且十分必要。本研究通過對化學(xué)方法制備的熒光氧化石墨烯的發(fā)光行為較細致的研究，提出了一種新穎的發(fā)光起源;采用改進的方法成功制備了較高熒光量子產(chǎn)率的摻雜的石墨烯量子點并初步探討了其在金屬離子選擇性探測方面的應(yīng)用。本論文的主要研究內(nèi)容包括以下幾個方面:
　　(

2、1)通過改進的Hummers法制備了氧化石墨烯，詳細探討并比較了不同清洗次數(shù)時氧化石墨烯的發(fā)光行為，包括變激發(fā)波長、激發(fā)-發(fā)射波長依賴性、不同pH值下的發(fā)射行為、瞬態(tài)光譜等，結(jié)合對不同pH下氧化石墨烯的細致觀察和對其中的元素分析，以及Mn2+與氧化石墨烯的能級對比分析，提出了一種可能普遍存在于氧化石墨烯中的新的熒光機理——Mn2+參與調(diào)制的能量轉(zhuǎn)移過程，并構(gòu)建了多能級模型以解釋實驗中觀察到的熒光行為。
　　(2)采用改進的水熱法，

3、以氧化石墨烯、脲（硫脲）為源成功制備了氮摻雜（氮硫共摻）的石墨烯量子點，其平均尺寸均小于10nm，兩者的熒光行為相似且藍光發(fā)射（發(fā)射波長約為450nm）并不隨激發(fā)波長變化，其熒光量子效率可高達25％（氮摻雜）和31％（氮硫共摻），表明了其存在著巨大的應(yīng)用潛力。
　　(3)以上述制備的高熒光量子產(chǎn)率的摻雜石墨烯量子點為熒光探測物，我們發(fā)現(xiàn)其對水溶液中不同濃度金屬離子的光學(xué)響應(yīng)性存在顯著差異，結(jié)果表明其對Fe3+具有很好的選擇探測性，