一种氧化石墨烯-酞菁复合材料及其非线性光学性能

摘要

提出一种溶剂法制备氧化石墨烯复合酞菁材料的途径并应用于激光防护,分别将化学法石墨烯和氧化石墨烯负载到酞菁上并通过扫描电镜(SEM)、傅里叶红外光谱(FTIR)、拉曼光谱(Raman)、X射线吸收近边结构谱(XANES)、热重分析(TGA)等一系列技术手段对其形貌、结构进行表征,用紫外-可见分光光度法(UV-vis)考察其在有机溶剂中的紫外吸收和分散性,再通过用开口孔径Z扫描技术考察其非线性光学性能.表征技术结果发现,浓硫酸溶剂法可以成功将石墨烯及氧化石墨烯与酞菁复合,且浓硫酸浓度越高,接枝结构越稳定.将材料应用到聚氨酯薄膜中表现出一定的反饱和吸收响应,酞菁-少层化学法石墨烯的非线性透过率降低至45.5％,与酞菁相比降幅为39.1％;酞菁-氧化石墨烯的反饱和吸收系数提升至74.6cm/GW,增幅57.1％.在制备过程中给酞菁提供更多接枝位点的基底和溶剂环境,得到的复合材料便能在更高入射能量下表现出更高的反饱和吸收系数和更低的光限幅阈值,对于研究石墨烯和酞菁在非线性光学复合材料技术领域的应用有一定的指导意义.