研究进展

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纳米材料制备化学研究室在Chemical Communications上发表晶面选择电化学法高效制备石墨烯量子点的研究工作

2019年05月24日 17:37  点击:[]

电化学法是制备石墨烯基材料的重要方法,但是在常规电化学制备方法中存在插层-剥离过程不易调控,产物均匀性较差等问题。本课题组前期提出一种空间限域电化学剥离法实现了少层石墨烯高效制备。试验中采用石蜡作为包覆材料,将其涂覆于作为电极材料的柔性石墨箔表面,仅将下端面暴露于电解液中发生插层和剥离反应,由于石蜡的存在将电极材料的膨胀限制在一定的空间内,平衡了电极材料的插层-剥离反应,大幅提高了产物中少层石墨烯的含量(ACS Appl. Mater. Interfaces, 2017, 9, 34456−34466)。

最近,我们选用高定向热解石墨(HOPG)作为电极,由于HOPG各晶面具有各向异性的反应活性,当选择性地将HOPG的不同晶面暴露到电解液中进行电化学反应时,可制得不同粒径分布和量子产率的石墨烯量子点。其中,暴露石墨的(002)晶面进行电化学反应时,体系主要以氧化-剥离为主,可高效制备尺寸分布均匀的石墨烯纳米点,经过后续水热处理,可获得量子产率为31%,发蓝光荧光的量子点。对比条件下,若将HOPG整体置于电解液中发生电化学反应,得到石墨烯和石墨烯量子点的混合产物,且其中量子点尺寸分布宽,量子产率低。上述系列工作为高效、可控制备石墨烯和石墨烯量子点提供了新的技术路线。部分研究工作发表于 Chem. Commun.2019, 55, 5805—5808),同时申请了中国发明专利(2018112801205190)。


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