石墨烯量子点的制备方法

石墨烯量子点组装纳米管：高效的拉曼增强的一个新平台

摘要

石墨烯量子点，单一或少层石墨带的尺寸只有几个纳米，是一种具有独特性

能的新量子点（GDS），在几何上有良好定义的量子点的组件提供了控制单个量子点间的光学和电子耦合的机会，因此也提供了凭借整体特征的价值来发挥组装量子点全部潜力的可能。在目前的研究中，我们提出了将有序组装（0D）的零维功能的石墨烯量子点组装为一维纳米管（NT）阵列和证实他们作为一种高效的表面增强拉曼散射（SERS）应用的自由金属新平台，有着非凡的潜力。用纳米多孔氧化铝模板的电泳沉积法已经制备出了0D GQDs的分级多孔1D纳米管结构，在GQDs的独特的多孔纳米管结构的基础上，石墨烯纳米管可以确保目标分子和GQDs之间有更高效的电荷转移，从而产生比在平坦的石墨烯片上更强的SERS效应。一维纳米管0图形询问与设计系统独特的架构提供了一个新的 和制造的SERS基底设计观点，0维石墨烯量子点的一维碳纳米管的独特结构用于设计和制造的SERS基底提供了一个新的观点。

关键词：石墨烯量子点，纳米管，组装，表面增强拉曼散射，模板

正如通过石墨烯纳米带和含氮石墨烯所证明的那样，石墨烯纳米结构的几何和化学性质在确定其性质上起着重要作用[

石墨烯调研报告（石墨烯量子点）

零维的石墨烯量子点(grapheme quantum dots, GQDs)，由于其尺寸在10nm以下，

同二维的石墨烯纳米片和一维的石墨烯纳米带相比，表现出更强的量子限域效应和边界效应，因此，在许多领域如太阳能光电器件，生物医药，发光二极管和传感器等有着更加诱人的应用前景。 GQDs的制备

GQDs具有特殊的结构和独特的光学性质，即有量子点的光学性质又有氧化石墨烯

特殊的结构特征。GQDs的粒径大多在10 nm左右，厚度只有0.5到1.0 nm，表面含有羟基、羰基、羧基基团，使得其具有良好的水溶性。

GQDs的制备方法有自上而下法(top-down)与自下而上法(bottom-up)两种。top-down 法指将大片的石墨烯母体氧化切割成尺寸较小的石墨烯纳米片，经进一步剪切成GODs，主要有水热法、电化学法和化学剥离碳纤维法。

水热法是制备GQDs最为常见的一种方法，先将氧化石墨烯在氮气保护下热还原为GNSs，接着将GNSs置于混酸（混酸体积比 VH2SO4/VHNO3 =1:3）中超声氧化，再将氧化的GNSs置于高压反应釜中200℃热切割。反应机理如图3所示， Pan等采用该方法化学切割石墨烯制备GQDs，

改进的Hummers法制备氧化石墨

改进的Hummers法制备氧化石墨:在冰水浴中装配好500 ml的反应瓶，将5 g石墨粉和5 g硝酸钠与200 ml浓硫酸混合均匀，搅拌下加入25 g高氯酸钾，均匀后，再分数次加入15 g高锰酸钾，控制温度不超过20 ℃，搅拌一段时间后，撤去冰浴，将反应瓶转移至电磁搅拌器上，电磁搅拌持续24 h。之后，搅拌下缓慢加入200 ml去离子水，温度升高到98 ℃左右， 搅拌20 min后，加入适量双氧水还原残留的氧化剂，使溶液变为亮黄色。然后分次以10000 rpm转速离心分离氧化石墨悬浮液，并先后用5%HCl溶液和去离子水洗涤直到分离液pH=7。将得到的滤饼真空干燥即得氧化石墨。氧化石墨的制备工艺流程如图3-1所示。

注：低温反应(＜20℃)中，由于温度很低，硫酸的氧化性比较低，不足以提供插层反应的驱

动力，所以，石墨烯原先没有被氧化。当加入高锰酸钾后，溶液的氧化性增强，石墨烯的边缘首先被氧化。随着氧化过程的进行和高锰酸钾加入量的增加，石墨里的碳原子平面结构逐渐变成带有正电荷的平面大分子,边缘部分因氧化而发生卷曲。此时，硫酸氢根离子和硫酸分子逐渐进入石墨层间,形成硫酸-石墨层间化合物。中温反应(＜40℃)时，硫酸

石墨烯的制备方法与应用

摘要: 石墨烯是目前发现的唯一存在的二维自由态原子晶体, 它是构筑零维富勒烯、一维碳纳米管、三维体相石墨等sp2 杂化碳的基本结构单元, 具有很多奇异的电子及机械性能。因而吸引了化学、材料等其他领域科学家的高度关注。本文介绍了近几年石墨烯的研究进展, 包括石墨烯的合成、去氧化、化学修饰及应用前景等方面的内容。石墨烯由于其特殊的电学、热学、力学等性质以及在纳米电子器件、储能材料、光电材料等方面的潜在应用,引起了科学界新一轮的热潮。 关键字: 石墨烯, 制备, 应用,氧化石墨烯，传感器

石墨烯的定义

石墨烯是碳原子紧密堆积成单层二维蜂窝状晶格结构的一种碳质新材料，厚度只有0.335纳米,仅为头发的20万分之一，是构建其它维数碳质材料（如零维富勒烯、一维纳米碳管、三维石墨）的基本单元，具有极好的结晶性、力学性能和电学质量。

石墨烯的结构

完美的石墨烯是二维的, 它只包括六角元胞(等角六边形)。 如果有五角元胞和七角元胞存在,那么他们构成石墨烯的缺陷。如果少量的五角元胞细胞会使石墨烯翘曲; 12个五角元胞的会形成富勒烯。碳纳米管也被认为是卷成圆桶的石墨烯;

可见，石墨烯是构建其它维数碳质材料（如零维富勒烯、一维纳米碳管、三维石

量子点的物理、化学、物理化学制备方法

Q：简述制备量子点的主要物理方法、化学方法和物理化学方法

A：量子点是指半径小于或接近于激子玻尔半径的半导体纳米晶粒，量子点发射荧光的可调节性强，通过改变粒子半径的大小可获得从紫外到近红外范围内任意点的光谱。

（一）物理法

1、金属蒸发法

气相蒸发法制备超微金属粉末的过程中，粉末的形成要经过三个阶段，即金属蒸发产生蒸气阶段、金属蒸气在惰性气体中扩散并凝聚形核阶段和晶核长大阶段。在蒸发过程中金属蒸气离开蒸发液面后迅速冷却，达到过饱和状态，发生均匀形核，晶核尺寸一般在1nm以下，形成的超微粒子在5nm左右。

2、AFM操纵法

原子力显微镜的出现无疑为纳米科技的发展起到了推动作用。以原子力显微镜为代表的扫描探针显微镜是利用一种小探针在样品表面上扫描，从而提供高放大倍率观察的一系列显微镜的总称。原子力显微镜扫描能提供各种类型样品的表面状态信息。与常规显微镜比较，原子力显微镜的优点是在大气条件下，以高倍率观察样品表面，可用于几乎所有样品（对表面光洁度有一定要求），而不需要进行其他制样处理，就可以得到样品表面的三维形貌图象。并可对扫描所得的三维形貌图象进行粗糙度计算、厚度、步宽、方框图或颗粒度分析。

3、模板法

根据模板性质的不同，又

精心整理

精心整理 氧化石墨烯的制备方法：方法一：

由天然鳞片石墨反应生成氧化石墨，大致分为3个阶段，低温反应：在冰水浴中放入大烧杯，加入110mL 浓H 2SO 4，在磁力搅拌器上搅拌，放入温度计让其温度降至4℃左右。加入-100目鳞片状石墨5g ，再加入2.5gNaNO 3，然后缓慢加入15gKMnO 4，加完后记时，在磁力搅拌器上搅拌反应90min ，溶液呈紫绿色。中温反应：将冰水浴换成温水浴，在磁力搅拌器搅拌下将烧杯里的温度控制在32~40℃，让其反应30min ，溶液呈紫绿色。高温反应：中温反应结束之后，缓慢加入220mL 去离子水，加热保持温度70~100℃左右，缓慢加入一定双氧水(5%)进行高温反应，此时反应液变成金黄色。反应后的溶液在离心机中多次离心洗涤，直至BaCl 2检测无白色沉淀生成，说明没有SO 42-的存在，样品在40~50℃温度下烘干。H 2SO 4、NaNO 3、KMnO 4一起加入到低温反应的优点是反应温度容易控制且与KMnO 4反应时间足够长。如果在中温过程中加入KMnO 4，一开始温度会急剧上升，很难控制反应的温度在32~40℃。技术路线图见图1。 方法二：Hummers 方法

采用Hummers 方法[5]制备

基于石墨烯量子点的传感器在分析检测中的应用

姓名 李丽娟 学号 S131110042

摘要：石墨烯量子点优良的物理化学性质及石墨烯量子点边缘的羧基或者氨基基团使其易与多种有机的，聚合的，无机的或者生物种类相互作用。本文主要介绍了石墨烯量子点的制备方法以及基于（类）石墨烯量子点、（类）石墨烯材料的荧光传感器在分析检测中的应用，并详细介绍了分析检测的原理，以期为石墨烯量子点在分析检测中的应用提供相关参考与依据。

关键词：石墨烯量子点 荧光 检测

1 引言

最近，石墨烯获得了广泛的关注由于其独特的电子光学机械以及热学性质。大量基于石墨烯的生物传感器被开发来检测核酸，蛋白质，毒素和生物分子。石墨烯片层的形态包括它们的大小，形状以及厚度都可以有效的决定它们的性质。例如，石墨烯片层侧面尺寸小于100nm时被称为石墨烯量子点（GQDs），其许多新的化学和物理性质都是由于量子尺寸效应和边缘效应而引起的。GQDs毒性小，稳定性高，溶解性好，光致发旋光性质稳定，生物兼容性较好，使得它们在光电伏打器械，生物传感及成像上有很大的应用前景。本文着重介绍了石墨烯量子点的制备方法以及近年来基于石墨烯量子点与分析物发生作用的不同原理，如荧光共振能量转移，化学共振能量转移及

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102169986A*

(10)申请公布号 CN 102169986 A

(43)申请公布日 2011.08.31(12)发明专利申请

(21)申请号 201110083171.1

(22)申请日 2011.04.02

(71)申请人江苏乐能电池股份有限公司

地址212300 江苏省镇江市丹阳市皇塘镇工

业区A区

(72)发明人丁建民

(74)专利代理机构郑州睿信知识产权代理有限

公司 41119

代理人

牛爱周

(51)Int.Cl.

H01M 4/1397(2010.01)

权利要求书 1 页 说明书 5 页 附图 4 页

(54)发明名称

一种磷酸铁锂/石墨烯复合正极材料的制备

方法

(57)摘要

本发明公开了一种磷酸铁锂/石墨烯复合正

极材料的制备方法，包括如下步骤：（1）制备磷

酸铁锂前驱体，称取原料催化剂、锂盐、铁盐和磷

酸盐，将上述原料加入分散剂中，经球磨制得磷

酸铁锂前驱体；（2）首先在所述磷酸铁锂前驱体

上生长石墨烯，之后关闭碳源气体和氨气，再向

所述反应器中通入氢气，在通入氢气的过程中以

10℃～20℃/分钟的速度将反应器内的温度调整

到600~800℃，然后恒温24～48小时，之后反应

器内所得产物再在氮气气氛下冷却至室温，即制

得磷

学 士 学 位 论 文

THESIS OF BACHELOR

（ 2010— 2014 年）

论文题目：PDDA球磨改性石墨烯的制备研究

英文题目：Study on the preparation of PDDA ball milling

modification of graphene system

学 院： 化学生物与材料科学 专业 材料科学与工程 专业班级： 材料科学与工程二班 学生姓名： 隋思源 学号： 1020570237 指导教师： 任广元 职称： 讲师 起讫日期： 二零一三年一月至二零一四年六月

Ⅰ

东华理工大学毕业论文设计（论文） 摘要

摘 要

纳米石墨层又叫做石墨烯(又被称为二维石墨或单层石墨)他是单原子厚度的二维碳原子晶体,又被认为是碳纳米管、富勒烯以及石墨的基本结构组成单元。人们在实验室和理论上对石墨烯的研究已有60 多年，石墨烯被广泛地用来表征各种碳基材料的性质。然而，一直到21世纪初才获得

1、打开material studio，新建一个工程，导入石墨graphite.msi（也可以自己build，然后添加原子）。

2、build->make p1（目的是消除对称性，这样才能够删除一层原子）。 3、删除一层原子（选中原子->delete）。

4、修改晶格参数：build->crystal->rebuild crystal，设置方位角 ， ， 5、构建supercell（方便掺杂，也为了好看）：build->symetry->supercell，构建一个5x5x1的超原胞。 6、cleave surface（为了能够添加真空层）：build->surface->cleave surface,(h,k,l)改为（0,0，-1）

7、添加20埃真空层（添加真空层是为了减小层与层之间的影响，至少20埃，大点没关系，最多是计算时时间长一点）：build->srystal->build vacuum。 构建好后，模型如下：

两种模型的建立方法：第一种，导入软件内置模型执行file – import –structure –ceramics – graphite.msi，获得双层石墨烯，层