石墨烯量子點制備及應(yīng)用

1、石墨烯量子點制備及應(yīng)用 光電信息學(xué)院學(xué)生：馮序內(nèi)容導(dǎo)航1.石墨烯量子點概述2.石墨烯量子點制備方法3.石墨烯量子點生物成像4.摻雜型石墨烯制作方法5.硼摻雜石墨烯量子點的制備1.石墨烯量子點概述圖1.1 石墨烯量子點示意圖 石墨烯量子點由于其比表面積大，高的載流子遷移率，有意的機械柔性和良好的熱學(xué)，化學(xué)穩(wěn)定性，這種單層碳原子組成的二維材料引起了科學(xué)家們的廣泛關(guān)注。 此外，零維量子點這種材料允許通過尺寸或者形狀來控制材料的基本性質(zhì)，而這將有助于發(fā)展材料的新屬性，從而應(yīng)用于新設(shè)備。2.石墨烯量子點的制備方法2.1水熱法2.2溶劑熱法2.3微波輔助法2.1水熱法石墨烯量子點制備圖2.1 水熱法制備G

2、QDs 水熱法步驟：(1)水熱還原：GOGSs(2)氧化GSs：濃H2SO4與濃HNO3(3)堿性條件熱水處理：pH=8(4)透析提純制得GQDs 制得的GQDs直徑分布在513nm，厚度在12納米，發(fā)藍(lán)色熒光。2.2溶劑熱法 溶劑熱法實驗步驟： (1)GO用DMF(N-N二甲基安酰胺)分散：GO/DMF=550mg/ml (2)超聲：120W，100HZ，30min (3)反應(yīng)釜加熱：聚四氟乙烯內(nèi)襯反應(yīng)釜，200加熱8小時。 (4) 棕色懸浮液旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)制得GQDs2.2溶劑熱法()(a)TEM和晶粒分布圖 (b)AFM與高度分布圖 制得的GQDs橫向尺寸5.3nm，厚度1.2nm，大多是單層

3、或雙層。2.3微博輔助法離散時間信號和離散時間系統(tǒng)超聲后NaOH調(diào)制pH=8微波輻照分離透析制得黃綠色熒光GQDs藍(lán)色熒光3.石墨烯量子點生物成像(a)MG-63細(xì)胞的明場像 (b)405nm光激發(fā)下的圖像 將MC3T3細(xì)胞在GQDs溶液中培養(yǎng)12h，共聚焦熒光顯微鏡下，405nm下激發(fā)，觀察到綠色熒光。3.石墨烯量子點生物成像 上述實驗證明了GQDs可用作高效生物探針。 并且在高達(dá)400ugGQDs、104個細(xì)胞培養(yǎng)基中，也沒有明顯減少細(xì)胞活性。以及對神經(jīng)球細(xì)胞，心臟祖細(xì)胞，胰腺祖細(xì)胞均無明顯毒性，GQDs低毒性可以與碳點相媲美。4.摻雜型石墨烯制作方法主要摻雜方法分子取代摻雜表面摻雜非金屬

4、原子金屬原子雜原子取代了碳原子，從而改變石墨烯性質(zhì)石墨烯與摻雜劑之間通過共價鍵或非共價鍵結(jié)合4.1分子取代摻雜硼摻雜石墨烯實驗步驟： (1)在Ar氛圍中，B2O3為硼源，石墨烯為母體，管式爐12004h。 (2)3MNaOH回流2h，真空干燥得BG。離散時間信號和離散時間系統(tǒng)圖4.1 BG表面氧化還原進程電子轉(zhuǎn)移示意圖金屬原子摻雜溶液混合法： (1)分別以氯金酸，氯鉑酸鉀為金，鉑源，以氧化石墨烯為母體，混合磁力攪拌溶于乙二醇與水溶液。 (2)在磁力攪拌下100油浴6h。 (3)離心水洗，60真空干燥12h。金屬源與母體石墨烯混合混合物磁力攪拌溶于水與乙二醇磁力攪拌100油浴6h離心水洗，真空干燥特點：金屬納米粒子表面積大，催化性能高，有利于電子遷移。硼摻雜石墨烯量子點的制備GO,N2于管式爐2002h，GSs石英舟底部鋪上B2O3，再鋪GSs，于管式爐，Ar，1100，4h冷卻，3MNaOH回流2h，抽濾洗滌，真空干燥得BGBG與40%HNO3回流24h，抽濾洗至中性，真空干燥與N2于管式爐2002h，得熱還原BGSs0.05g+30ml濃HNO3+10ml濃H2SO4，100W超聲17h超純水稀釋250ml，0.22