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石墨烯量子点的制备方法

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石墨烯量子点的制备、表征与应用研究 氧化石墨(GO)的制备

本文采用改进的Hummers法对天然鳞片石墨进行氧化处理制备氧化石墨(GO),[20, 21] 具体如下:在干燥的三颈烧瓶中加入46 mL 98%浓硫酸,低温冷却至0-4℃。强力搅拌下加入2 g天然鳞片石墨和1 g钠,且控制水浴温度至4℃以下1小时。随后分几次缓慢加入6 g高锰酸钾,继续搅拌反应1 h,溶液呈墨绿色,然后将锥形瓶置于35℃的恒温水浴中,继续搅拌反应2 h,反应结束后搅拌下加入100 mL二次蒸馏水,控制温度在90℃继续搅拌1 h,用150 mL二次蒸馏水稀释反应液,再加入10 mL 30%双氧水,搅拌至溶液呈金黄色。趁热抽滤,用5%盐酸和去离子水充分洗涤棕黄色沉淀物至pH值≈7。将棕黄色沉淀物放置在60℃的烘箱中干燥12 h,得氧化石墨烯固体,保存备用。 还原石墨烯的制备

化学还原石墨烯是用水合肼还原氧化石墨烯制得。称取4.2.2得到的氧化石墨烯50 mg置于100 mL圆底烧瓶中,加入二次蒸馏水至100 mL,超声约0.5 h使其完全溶解。取50 mL氧化石墨烯分散液于250 mL烧杯中,然后加入50 µL 35% 水合肼溶液和350 µL浓氨水,混合均匀,剧烈搅拌几分钟。置于95℃水浴中反应1 h,溶液慢慢由棕褐色变为黑色。待溶液冷却至室温时,用0.22 µm的滤膜进行抽滤,将滤得的沉淀物于60℃干燥12 h,即得到所需的还原石墨烯薄膜。

石墨烯量子点(GQDs)的制备

石墨烯量子点(GQDs)的电化学制备是在0.01 mol L-1磷酸盐缓冲溶液(PBS)中进行的。用滴管向缓冲溶液中滴加两滴4 mg/mL巯基丙氨酸溶液作为分散剂,在±0.3v电压内以0.5 v s-1的扫描速率进行循环伏安(CV)扫描。由以上制得的石墨烯薄膜(5 mm×10 mm)作工作电极,Pt丝作辅助电极,甘汞电极作参比电极。过程中有石墨烯粒子从薄膜上剥落进入溶液中,溶液由无色变为黄色。将黄色溶液进一步用透析袋透析(透析袋截留分子量:3000道尔顿,袋外初始水体积为500 mL),每天换两次水,透析三天,得到石墨烯量子点水溶液。

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