編號(hào)：NMJS08866
篇名：煤基石墨烯量子點(diǎn)的制備與理化性質(zhì)研究進(jìn)展
作者：穆瑞峰 王紹清 趙云剛 王小令 沙吉頓 李慷
關(guān)鍵詞： 煤 煤基石墨烯量子點(diǎn) 光致發(fā)光 碳納米技術(shù)
機(jī)構(gòu)： 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京）地球科學(xué)與測(cè)繪工程學(xué)院
摘要： 石墨烯量子點(diǎn)(GQDs)顯著的量子限域效應(yīng)和邊緣效應(yīng)已經(jīng)引起人們極大的研究興趣。它不僅展現(xiàn)出穩(wěn)定的光致發(fā)光現(xiàn)象,而且具有良好的溶解性和化學(xué)惰性等諸多優(yōu)點(diǎn),使其廣泛應(yīng)用于生物成像、光催化劑和傳感器等領(lǐng)域。受限于傳統(tǒng)制備方法原料昂貴和操作繁瑣等原因,GQDs的工業(yè)發(fā)展受到嚴(yán)重阻礙。煤及其衍生物不僅具有價(jià)格低廉和儲(chǔ)量豐富等優(yōu)點(diǎn),而且其內(nèi)部固有的無序結(jié)構(gòu)和小晶域顯示出比石墨、石墨烯、氧化石墨烯和富勒烯等碳材料制備GQDs更大的優(yōu)勢(shì),可以簡(jiǎn)單地通過物理、化學(xué)或電化學(xué)方法剝離煤及其衍生物內(nèi)部的芳香環(huán)簇來制備GQDs。本文首先總結(jié)了煤基石墨烯量子點(diǎn)(C-GQDs)的“自上而下”合成方法及其優(yōu)缺點(diǎn)。然后對(duì)C-GQDs的結(jié)構(gòu)形態(tài)、化學(xué)成分、熒光性質(zhì)及其影響因素進(jìn)行分析。進(jìn)而闡述C-GQDs在傳感器、生物成像和能源領(lǐng)域等的應(yīng)用進(jìn)展。最后從制備方法、碳源選擇和研究方向等方面對(duì)C-GQDs的未來發(fā)展進(jìn)行探討,提出以下幾點(diǎn)試驗(yàn)方案:①H2O2為氧化劑,熱變煤為碳源的試驗(yàn);②超高有機(jī)硫煤為碳源,除硫酸和硝酸氧化法外的其他試驗(yàn);③煤顯微組分為碳源的試驗(yàn)。此外,通過試驗(yàn)得出的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)相結(jié)合,解決當(dāng)前研究存在的熒光顏色單一和量子產(chǎn)率較低等問題。從而達(dá)到煤炭資源清潔利用和GQDs綠色發(fā)展的目的。
