5石墨烯量子點調(diào)研報告(編輯修改稿)
2024-09-12 00:11 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 第 6 頁 共 13 頁 厚度約為 23nm、粒徑統(tǒng)一的彩色熒光 gqds。如圖 10 所示，首先 hbc 在高溫下熱分解自組裝成人工石墨，接著經(jīng)改進(jìn)的hummers方法氧化剝離，之后與聚乙二醇胺混合加熱回流 48h并用肼還原得到 gqds。該法制備的 gqds穩(wěn)定性好，室溫放置一年仍不變質(zhì)，形貌和粒徑大小可通過熱解溫度來調(diào)節(jié)。 圖 10 以六苯基苯（ hbc）為碳源制備光致發(fā)光 gqds 的過程圖解 sheng 等采用紫外光刻蝕干法制備了石墨烯量子點，通過將石墨烯溶液旋涂在云母薄片上。經(jīng)干燥得到氧化石墨烯 /云母薄膜，采用 80~200w、主波長 275nm 或 372nm 的紫外燈進(jìn)行照射1~60min，制成單層的石墨烯量子點薄膜。石墨烯量子點薄膜明場和熒光照片如圖 11 所示，選擇不同波段的激發(fā)光，薄膜的熒光強度不同，其中以近紅外區(qū)的熒光強度最強，并且熒光衰減 很慢。 圖 11石墨烯量子點薄膜明場和熒光圖 gqds的性質(zhì)（ 1）光致發(fā)光石墨烯量子點在紫外區(qū)有較強光學(xué)吸收，吸收峰尾部擴展到可見區(qū)。光致發(fā)光光譜一般是寬峰并且與激發(fā)波長有關(guān)，當(dāng)激發(fā)波長從 300到 407nm變化，發(fā)射峰向長波方向移動，激發(fā)波長為 360nm時，量子點發(fā)出明亮的藍(lán)色光，此時發(fā)射峰最強。發(fā)光光譜是電子從最低未占據(jù)分子軌道向最高占據(jù)分子軌道躍遷產(chǎn)生的。帶隙大小與量子點尺寸有關(guān)，當(dāng)量子 第 7 頁 共 13 頁 點尺寸增加帶隙逐漸降低，不同粒徑石墨烯量子點混合樣品具有不同的激發(fā)和發(fā)射光譜。 石墨烯量子 點溶液的 ph 也會影響發(fā)光強度。如 pan 等報道了石墨烯量子點在堿性條件下熒光較強而在酸性條件下熒光幾乎完全猝滅。如果 ph在 13和 1之間變化，光強度也隨之可逆地變化，這會限制量子點的應(yīng)用范圍。 shen 等將量子點表面用聚乙二醇鈍化解決了這個問題。量子點在中性溶液中具有較強的熒光，在酸性和堿性溶液中強度降低約 25%。聚乙二醇修飾的石墨烯量子點量子產(chǎn)率可達(dá) 28%，比純量子點高兩倍。也就是說量子點表面鈍化后可顯著增強量子點熒光。 除了尺寸和酸堿度之外，還有其他因素影響石墨烯量子點的發(fā)光性能。 eda等發(fā)現(xiàn)經(jīng)肼蒸 汽還原處理后石墨烯量子點的熒光強度會變化，可能是與極小的 sp2 簇的變化有關(guān)。 gokus等人通過實驗發(fā)現(xiàn)光致發(fā)光強度和石墨烯厚度直接相關(guān)。單層石墨烯發(fā)光較強，但多層石墨烯發(fā)光情況卻不同。用氧氣等離子層層刻蝕后，雙層和多層的石墨烯仍然不發(fā)光，說明最上一層的熒光發(fā)射被底下未處理的層猝滅了。 （ 2）上轉(zhuǎn)換發(fā)光 最近上轉(zhuǎn)換熒光材料引起了科研工作者廣泛的關(guān)注。而石墨烯量子點的上轉(zhuǎn)換發(fā)光研究的卻較少。 shen 等制備的石墨烯量子點在 980nm激光激發(fā)下發(fā)出綠光，具有上轉(zhuǎn)換熒光性質(zhì)。激發(fā) 第 8 頁 共 13 頁 波長從 600nm 變 到 800nm，上轉(zhuǎn)換發(fā)射峰隨之變化，從 390 到468nm，且激發(fā)光能量和上轉(zhuǎn)換發(fā)射光能量之間的差值不變，大約 。 shen等人認(rèn)為可能的原因是石墨烯量子點卡賓基態(tài)的多重性，具有 σ 和 π 兩個軌道，而兩個軌道之間的能級差接近。 （ 3）低細(xì)胞毒性 石墨烯量子點的細(xì)胞毒性已被很多課題組研究。 dai和 yang課題組通過細(xì)胞實驗研究都發(fā)現(xiàn)石墨烯量子點具有較低的毒性。加入 400mg量子點到 150ml細(xì)胞液中，細(xì)胞的活性沒有明顯地降低。因此所合成的石墨烯量子點可用于體外、活體生物成像和生物 醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，并且具有較高的允許濃度。 （ 4）其他性質(zhì)由于具有石墨烯的物理結(jié)構(gòu)，石墨烯量子點還具有其他特性。石墨烯量子點是很好的電子給體同時又是電子
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