石墨烯基熒光復合材料的制備及性能.pdf

1、石墨烯因具有良好的導電能力和高的機械強度,使石墨烯基熒光復合材料在太陽能電池器件、LED顯示器等很多領域表現(xiàn)出美好的應用前景。本研究采用了一步水熱合成等方法制備了氧化石墨烯與有機熒光分子、棒狀納米晶體、微球狀半導體晶體以及核/殼式半導體納米晶體復合材料。利用透射電鏡、掃描電鏡、紅外光譜儀等儀器對復合材料的結構和形貌進行分析、表征和測試,并對其熒光性能及光催化降解RhB進行分析和評價。
　　采用改進的Hummers法制備了氧化石墨烯

2、載體。TEM和AFM分析表明氧化石墨烯厚度為1nm左右。通過對氧化石墨烯的酰氯化改性,與異硫氰酸熒光素(FITC)復合形成石墨烯基有機熒光素GO-FITC復合材料。熒光發(fā)射光譜顯示該復合材料的熒光相對于純FITC發(fā)生了7nm的藍移與一定程度的猝滅,經(jīng)分析表征證實其為GO與FITC之間發(fā)生了能量轉移所致。對FITC和GO-FITC復合材料進行了光降解RhB的活性檢驗。研究發(fā)現(xiàn),復合材料在15min內對RhB產(chǎn)生明顯的降解效果。只是最終溶液

3、中仍殘留有FITC。
　　利用水相法與水熱法相結合的方法制備了半胱氨酸(L-cysteine)穩(wěn)定的棒狀CdTe納米晶體。以酰氯化的氧化石墨烯為載體,通過共價鍵連接得到GO-CdTe復合材料。TEM表征顯示,CdTe納米棒長度為200-300nm,直徑為20nm左右。CdTe的熒光性能在復合之后發(fā)生完全猝滅,通過密度泛函理論分析認為猝滅的原因是由于長度和直徑比較大的CdTe納米棒受到激發(fā)后與GO發(fā)生電子轉移。純CdTe納米棒與GO

4、-CdTe復合材料的光催化降解RhB實驗表明二者的光催化能力較弱,反應4h后即失去催化活性。此因半胱氨酸穩(wěn)定的CdTe納米棒容易在可見光下發(fā)生光腐蝕與團聚所致。
　　采用水熱一步法在氧化石墨烯表面原位生長CdS微球制備了RGO-CdS復合材料。SEM與TEM分析顯示CdS微球在600nm作用,且在氧化石墨烯表面分散均勻。熒光光譜顯示,復合材料具有較強的熒光發(fā)射,分別在560nm和610nm處有發(fā)射峰。復合材料在75min內將RhB

5、降解了99％,且重復三次后仍然具有很高的催化活性,表現(xiàn)出較強的光催化能力,且RGO-CdS的光催化效率大于純的CdS微球。態(tài)密度理論分析認為,催化能力提高的原因是氧化石墨烯在復合材料中既可以作為催化劑的載體,又可以有效的分離光生電子與空穴,阻止了激子發(fā)生復合,進而提高了光催化能力。
　　通過兩步水相法得到核/殼式CdTe/CdS納米半導體晶體。以氧化石墨烯為載體,通過化學偶聯(lián)將CdTe/CdS與GO復合形成GO-CdTe/CdS復