柠檬酸热分解法制备石墨烯量子点及其结构和光学性能表征

摘要

石墨烯是一种由碳原子以sp2杂化组成的六角型蜂窝状的二维单原子层材料,其每个碳原子与最近的3个碳原子形成3个σ键,剩下的一个p电子与平面垂直,与周围原子形成π键。而石墨烯量子点 (GQDs) 是尺寸大小在10 nm以内的石墨烯薄片,作为石墨烯家族的最新一员,石墨烯量子点除具有石墨烯的优良性能,还因其量子限制效应和边界效应展现出一系列特殊的光电特性,因此吸引了物理、化学、生物和材料各领域研究专家的广泛关注。目前,虽然石墨烯量子点的制备方法很多,但尺寸可控、操作简便、产率高和能批量生产石墨烯量子点的方法却极少。本文主要研究用柠檬酸制备石墨烯量子点的工艺并对石墨烯量子点的结构和光学性能进行表征。研究结果表明,将柠檬酸加热温度控制在195℃~205℃,在约200℃恒温14 min,制备得到的石墨烯量子点的产率最高、效果最佳。

关键词:柠檬酸;热分解;石墨烯量子点