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稀土功能化石墨烯的制备及其荧光性质的研究

王士杰  
【摘要】:石墨烯是由sp2杂化碳原子键合、二维蜂窝状结构的单层平面碳原子,由于其具有良好的纳米结构性质、电学性质、高比表面积(2675m2/g)和良好的机械强度,已经受到了广泛的关注。石墨烯的制备方法也是越来越多,主要有透明胶带法、电化学沉积法、热膨胀法、化学和机械剥落法、化学气相沉积法、电化学剥落等。结合石墨烯具有这些优异的性质,其应用领域也越来越广泛,例如纳米电子器件、传感器、电池、超级电容器、有机光伏器件等。最近石墨烯氧化物(GOSs)作为石墨烯功能化的前体引起了广泛的研究,GOSs亲水这是由于其表面有大量的羧基、羟基、环氧等官能团。因此可以利用GOSs的这些官能团对其进行功能化,根据需要合成复合应用的材料。与石墨烯相比,GOSs由于光学带隙的缺陷造成其具有微弱的荧光性,这说明石墨烯的应用领域可能延伸到照明设备和显示器领域。但是,若想实际应用,GOSs的荧光性应该加强。因此,找到一种用荧光配合物功能化GOSs的方法很重要。 我们通过一种简单有效的非共价功能化方法将稀土(RE)配合物修饰在GOSs表面。我们采用TEM、XPS、FT-IR、XRD和TGA等表征手段对所得材料进行了表征。同时也研究了材料的荧光性质,在紫外灯照射下,这些样品显示铕离子的特征发射峰。同时GOSs的存在没有造成以铕离子的4f价电子层电子跃迁引起的荧光性的稀土配合物的荧光猝灭。GOSs-RE复合材料和他们的分散液在紫外灯照射下发出亮红色的荧光。而且GOSs的存在延长了稀土配合物的荧光寿命到983μs。这也就使材料在照明设备、生物标记等实际应用领域有所应用。


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