煤基石墨烯量子点的制备与理化性质研究进展

TQ127.11; 石墨烯量子点(GQDs)显著的量子限域效应和边缘效应已经引起人们极大的研究兴趣.它不仅展现出稳定的光致发光现象,而且具有良好的溶解性和化学惰性等诸多优点,使其广泛应用于生物成像、光催化剂和传感器等领域.受限于传统制备方法原料昂贵和操作繁琐等原因,GQDs的工业发展受到严重阻碍.煤及其衍生物不仅具有价格低廉和储量丰富等优点,而且其内部固有的无序结构和小晶域显示出比石墨、石墨烯、氧化石墨烯和富勒烯等碳材料制备GQDs更大的优势,可以简单地通过物理、化学或电化学方法剥离煤及其衍生物内部的芳香环簇来制备GQDs.本文首先总结了煤基石墨烯量子点(C-GQDs)的"自上而下&...

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Published in煤炭科学技术 Vol. 51; no. 8; pp. 279 - 294
Main Authors 穆瑞峰, 王绍清, 赵云刚, 王小令, 沙吉顿, 李慷
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 中国矿业大学(北京) 地球科学与测绘工程学院,北京 100083 01.08.2023
Subjects
photoluminescence
煤
碳纳米技术
煤基石墨烯量子点
光致发光
carbon nanotechnology
coal
coal-based graphene quantum dots
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ISSN0253-2336
DOI10.13199/j.cnki.cst.2022-0659

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Summary:TQ127.11; 石墨烯量子点(GQDs)显著的量子限域效应和边缘效应已经引起人们极大的研究兴趣.它不仅展现出稳定的光致发光现象,而且具有良好的溶解性和化学惰性等诸多优点,使其广泛应用于生物成像、光催化剂和传感器等领域.受限于传统制备方法原料昂贵和操作繁琐等原因,GQDs的工业发展受到严重阻碍.煤及其衍生物不仅具有价格低廉和储量丰富等优点,而且其内部固有的无序结构和小晶域显示出比石墨、石墨烯、氧化石墨烯和富勒烯等碳材料制备GQDs更大的优势,可以简单地通过物理、化学或电化学方法剥离煤及其衍生物内部的芳香环簇来制备GQDs.本文首先总结了煤基石墨烯量子点(C-GQDs)的"自上而下"合成方法及其优缺点.然后对C-GQDs的结构形态、化学成分、荧光性质及其影响因素进行分析.进而阐述C-GQDs在传感器、生物成像和能源领域等的应用进展.最后从制备方法、碳源选择和研究方向等方面对C-GQDs的未来发展进行探讨,提出以下几点试验方案:①H2O2 为氧化剂,热变煤为碳源的试验;②超高有机硫煤为碳源,除硫酸和硝酸氧化法外的其他试验;③煤显微组分为碳源的试验.此外,通过试验得出的基础数据和计算机模拟技术相结合,解决当前研究存在的荧光颜色单一和量子产率较低等问题.从而达到煤炭资源清洁利用和GQDs绿色发展的目的.
ISSN:0253-2336
DOI:10.13199/j.cnki.cst.2022-0659