溴掺杂石墨烯量子点液相剥离制备方法

摘要

溴掺杂石墨烯量子点液相剥离制备方法，涉及一种石墨烯量子点的制备方法；主要采用价格低廉的液体石蜡和三溴甲烷作为原料，使用超声液相剥离法制备溴掺杂石墨烯量子点的溴掺杂石墨烯量子点液相剥离制备方法。本发明的溴掺杂石墨烯量子点液相剥离制备方法，其特征在于该制备方法包括火焰法和超声液相剥离两个步骤。本发明对设备及反应条件要求不高，且制备的量子点表面含有较多的含氧官能团，易溶于水也能溶于多种有机溶剂。溴掺杂石墨烯量子点增加了含溴官能团，对量子点进行了表面修饰，形成了n型掺杂体系；打开了石墨烯的零带隙结构，增加了额外的溴原子能级，使外层电子跃迁具有了不同的方式，有效地改变了石墨烯量子点的光电性能。

权利要求

1.一种溴掺杂石墨烯量子点液相剥离制备方法，其特征在于该制备方法包括火焰法和超声液相剥离两个步骤，具体方法如下：

1）火焰法：取5 g液体石蜡和0.8 g三溴甲烷混合后，倒入酒精灯中，用棉灯芯点燃混合液体，然后在火焰上方放置一片载玻片，不断移动载玻片位置使其受热均匀不易破碎，并收集载玻片上的黑色物质并放入样品瓶中；

2）超声液相剥离：取步骤1）中得到的黑色物质0.25 g，加入50 ml分析纯NMP，放入超声机中进行超声5 h；然后将液体倒入离心管，放入离心机中以4000 r/h的转速离心20 min，离心后收集上层澄清液体，得到溴掺杂石墨烯量子点溶液。

说明书

溴掺杂石墨烯量子点液相剥离制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种石墨烯量子点的制备方法；主要采用价格低廉的液体石蜡和三溴甲烷作为原料，使用超声液相剥离法制备溴掺杂石墨烯量子点的溴掺杂石墨烯量子点液相剥离制备方法。

背景技术

[0002] 近年来，石墨烯量子点由于其在物理化学方面优异的特性以及在光电子器件和分子传感器等方面的应用前景，得到了人们广泛的关注，已成为凝聚态物理和材料科学领域研究的热门材料。

[0003] 石墨烯实现其带隙和光电性能调制的主要途径就是掺杂，通过异质原子掺杂可以有效地调制石墨烯量子点的带隙，从而优化光电性能。研究人员在石墨烯掺杂方面开展过大量的研究工作，然而目前还鲜有关于溴掺杂石墨烯量子点的研究报道。且目前制备石墨烯量子点也面临很多问题，如制备步骤繁琐、原料成本高昂和量子点产率较低等。

发明内容

[0004] 本发明所要解决的就是现有石墨烯量子点制备步骤繁琐、原料成本高昂和量子点产率较低等问题，提供一种采用价格低廉的液体石蜡和三溴甲烷作为原料，使用超声液相剥离法制备溴掺杂石墨烯量子点的溴掺杂石墨烯量子点液相剥离制备方法。

[0005] 本发明的溴掺杂石墨烯量子点液相剥离制备方法，其特征在于该制备方法包括火焰法和超声液相剥离两个步骤，具体方法如下：

[0006] 1）火焰法：取5 g液体石蜡和0.8 g三溴甲烷混合后，倒入酒精灯中，用棉灯芯点燃混合液体，然后在火焰上方放置一片载玻片，不断移动载玻片位置使其受热均匀不易破碎，并收集载玻片上的黑色物质并放入样品瓶中；

[0007] 2）超声液相剥离：取步骤1）中得到的黑色物质0.25 g，加入50 ml分析纯NMP，放入超声机中进行超声5 h；然后将液体倒入离心管，放入离心机中以4000 r/h的转速离心20 min，离心后收集上层澄清液体，得到溴掺杂石墨烯量子点溶液。

[0008] 本发明的溴掺杂石墨烯量子点液相剥离制备方法，对设备及反应条件要求不高，且制备的量子点表面含有较多的含氧官能团，易溶于水也能溶于多种有机溶剂。溴掺杂石墨烯量子点增加了含溴官能团，对量子点进行了表面修饰，形成了n型掺杂体系；打开了石墨烯的零带隙结构，增加了额外的溴原子能级，使外层电子跃迁具有了不同的方式，有效地改变了石墨烯量子点的光电性能，可用于光电探测器领域。除此以外，本发明还具有以下效果及优点：

[0009] 1、整体技术路线创新，采用价格低廉的液态石蜡作为碳源，原料易得且制备步骤相对简单。火焰法制备得到溴掺杂纳米球，再经过超声液相剥离，成功制备出了溴掺杂石墨烯量子点；

[0010] 2、制备得到的溴掺杂石墨烯量子点具有良好的光电性能，通过掺杂的方式，增加了额外的能级，有效地改变了石墨烯量子点的性能，有望应用于光电子器件及生物成像等领域。

附图说明

[0011] 图1为制得的溴掺杂石墨烯量子点Raman图。

[0012] 图2为制得的溴掺杂石墨烯量子点的FTIR图。

[0013] 图3为制得的溴掺杂石墨烯量子点水溶液的PL光谱。

[0014] 图4为制得的溴掺杂石墨烯量子点水溶液的PLE光谱。

[0015] 图5为制得的溴掺杂石墨烯量子点水溶液的UV-Visible吸收光谱。

[0016] 图6为制得的溴掺杂石墨烯量子点TEM图。

[0017] 图7为制得的单个溴掺杂石墨烯量子点TEM图。

具体实施方式

[0018] 实施例1：一种溴掺杂石墨烯量子点液相剥离制备方法，包括火焰法和超声液相剥离两个步骤，具体方法如下：

[0019] 1）火焰法：取5 g液体石蜡和0.8 g三溴甲烷混合后，倒入酒精灯中，用棉灯芯点燃混合液体，然后在火焰上方放置一片载玻片，不断移动载玻片位置使其受热均匀不易破碎，并收集载玻片上的黑色物质并放入样品瓶中；

[0020] 2）超声液相剥离：取步骤1）中得到的黑色物质0.25 g，加入50 ml分析纯NMP，放入超声机中进行超声5 h；然后将液体倒入离心管，放入离心机中以4000 r/h的转速离心20 min，离心后收集上层澄清液体，得到溴掺杂石墨烯量子点溶液。