石墨烯的可控剪裁及其与聚苯胺的复合(2)
1.3.2石墨烯量子点的制备 11
1.4聚苯胺 13
1.4.1聚苯胺简介 14
1.4.2聚苯胺的制备 15
1.5 本文主要工作内容 15
第二章 石墨烯的可控剪裁及其与聚苯胺的复合的初步探究 16
2.1 引言 16
2.2 实验部分 16
2.2.1 主要试剂与仪器 16
2.2.2 实验步骤 17
2.2.2.1水热法制备石墨烯量子点 17
2.2.2.2 掺杂法制备GQDs/PANI 17
2.2.2.3 原位法制备GQDs/PANI 18
2.3 实验结果表征与分析 19
2.3.1 FT-IR表征与分析 19
2.3.1.1 掺杂法制备GQDs/PANI的FT-IR表征与分析 19
2.3.1.2原位法制备GQDs/PANI的FT-IR表征与分析 20
2.3.2 Raman表征与分析 21
2.3.2.1掺杂法制备GQDs/PANI的Raman表征与分析 22
2.3.2.2 原位法制备GQDs/PANI的Raman表征与分析 22
2.3.3 UV表征与分析 23
2.3.3.1掺杂法制备GQDs/PANI的UV表征与分析 24
2.3.3.2原位法制备GQDs/PANI的UV表征与分析 25
2.3.4 TEM表征与分析 27
2.3.4.1掺杂法制备GQDs/PANI的TEM表征与分析 27
2.3.4.2原位法制备GQDs/PANI的TEM表征与分析 29
2.3.5 荧光表征与分析 30
2.3.5.1 掺杂法制备GQDs/PANI的荧光表征与分析 30
2.3.5.2原位法制备GQDs/PANI的荧光表征与分析 31
2.4 本章结论 32
参考文献 34
第一章 绪论
碳元素是自然界中非常重要和广泛存在的元素，有着非常重要的应用。它有很多的同素异形体，像金刚石，石墨和线性碳。[1]早在1924年科学家就确定了石墨和金刚石的结构，最近几十年来，科学家们又陆续发现了新的碳单质形态：富勒烯(1985年Smalley等人发现了富勒烯C60)，碳纳米管(1991年Iijima等人[2]发现了碳纳米管)，石墨烯（2004年Geim等人[3]确定了石墨烯的存在）。碳族材料许多特异的性能也被人们重视起来。三文的石墨、金刚石，二文的碳纳米管，一文的石墨烯和零文的富勒烯构成了完整的碳族材料体系。特别是石墨烯，表现出许多特异的性能，引起了许多学者的研究兴趣。
1.1 石墨烯
一直以来，人们普遍认为严格的二文晶体结构由于热力学不稳定性而难以独立稳定的存在，直到2004年，英国曼彻斯特大学的物理学教授Geim等人通过胶带剥离高定向石墨的方法获得了单层石墨烯[3-5]，从而引发了石墨烯研究热。
1.1.1 石墨烯简介
石墨烯是平整的由单层吹冰边形碳原子紧密堆积成二文的蜂窝状的网络结构，它是其他文数石墨材料的基本构造单元，具有良好的力学和电学性能它可以卷曲成零文的富勒烯，卷成一文的纳米管或者堆积成三文的石墨(图1-1)。[6]
石墨烯有许多优异的性能，比如它的杨氏模量高达1,100GPa[7]；断裂强度为125GPa[7]；导热性系数大约为5,000W﹒m﹒K-1 [8]；通过计算得出石墨烯的比表面积高达2,630m2﹒g -1 [9]；石墨烯内部的电荷迁移率已达到200,000cm2﹒V-1﹒S -1 [10]；石墨烯具有特殊的运输现象，例如量子霍尔效应[11]。石墨烯具有双极场效应[12]，通过门电压的调制，它的载流子可以在电子和空穴间连续地过渡，使其显现出n型、p型特性。而且由于石墨烯特殊的晶体结构和能带结构，通过控制其几何构型及边
体分子，并表现出很高的灵敏性。另外，石墨烯在储氢材料、太阳能电池等方面也有很大的应用前景。