石墨烯量子点的高效制备及光学性能调控

摘要

石墨烯量子点作为石墨烯家族的新成员，是一种新型的碳基零维纳米材料。而由于量子限域效应、边缘效应和尺寸效应的影响，石墨烯量子点除了具备石墨烯本身优异的物理化学性质之外，同时拥有低细胞毒性、良好溶解性、化学惰性、稳定的光致发光等一系列新颖的特性。这些特性使得石墨烯量子点在光电器件、传感器、生物成像等方面有广阔的应用前景。
　　本论文主要研究了石墨烯量子点的酸氧化制备法及通过表面官能团的修饰调节石墨烯量子点的光学性能。
　　一、石墨烯量子点的酸氧化法制备及表征
　　酸氧化法是一种比较常见的合成氧化石墨烯的方法，主要包括 Brodie法、Staudenmaier法和Hummer法。与其他两种方法相比，Hummer法由于方法简单、对环境的污染小、安全性高等特点而被广泛采用，成为实验室合成氧化石墨烯主要方法。我们通过对 Hummer法合成步骤的一些调整，以石墨粉作为原料，经过酸氧化和高温破碎两步自上而下直接高效制备尺寸较小的石墨烯量子点。这种方法制备的石墨烯量子点具有较高的反应活性并且表面含有丰富的含氧官能团，这为进一步表面修饰提供了可能。
　　二、石墨烯量子点的表面官能团修饰
　　将表面含有大量含氧官能团的石墨烯量子点与氨水进行简单的水热反应，通过调节氨水加入量和反应温度来控制氧化石墨烯量子点上的键裂反应得到不同分子量和特殊边缘的胺基化石墨烯量子点。在单一的紫外光激发下，明显表现出多种光致发光颜色并且量子产率最高能达到20.4％。

目录

声明

第一章 绪 论

1.1引言

1.2石墨烯量子点的概论

1.3石墨烯量子点的制备方法

1.4 GQDs的物理化学性能

第二章 论文主要内容及研究技术路线

2.1 主要内容

2.2 技术路线

第三章 石墨烯量子点的高效制备及表征

3.1化学试剂及实验仪器

3.2 GQDs和af-GQDs的制备

3.3 GQDs的表征

3.4 Af-GQDs的表征

3.5 本章小结

第四章 Af-GQDs的细胞毒性和生物成像

4.1化学试剂及实验仪器

4.2 实验方法

4.3结果与讨论

4.4本章小结

结论

致谢

参考文献

附录