1。3。3 化学剥离碳纤维法
化学剥离碳纤维法是先对原料进行化学预处理,使得原材料所具有的化学官能团在排列结构上发生改变,这一改变让原材料变得更容易发生裂解,这使得剥离原料变得更加轻松,然后将原料不断地剥离至小分子便可以制得GQDs。Peng 等[11]以树脂基碳纤维为原料,先进行酸化使得纤维中的石墨发生裂解,之后进行剥离,使用这一简单的步骤就得到了具有各种尺寸特点的GQDs。
化学剥离纤维法制备GQDs具有很多优点该方法制备GQDs十分的快捷,可以做到一步制得大量的产物,并且所得产物还可以轻易的溶解于水以及一些有机溶剂,同时该方法可以通过控制反应温度来调节所得产物的带隙和尺寸,从而得到不同荧光的GQDs,可见这种方法所具有的灵活性,并且碳纤维是一种十分便宜的原料,由于原料便宜、步骤简单也使得该方法具有可以投入于工业使用的价值。文献综述
1。3。4 可控热解多环芳烃法
可控热解多环芳烃法是自下而上法中不被常用的一种方法,此方法要以多环芳烃作为前体,并对其进行一定的处理以制备出GQDs。Liu 等[12]就通过该方法制备了形貌规整且具有多种颜色的GQDs,他们制备该种GQDs时所使用的环芳烃前体是六苯基苯(HBC)。该法制得的GQDs是将多环芳烃进行热解后而获得的,其形貌特征也可经由热解时的温度控制。所需步骤大概可分成三步分别是:第一步,先将六苯基苯进行高纯度化,再将纯化后的原料脱氢环化处理得到柱状堆叠的HBC粉末并将其置于高温环境下,之后粉末会发生裂解并得到人造石墨;第二步,以第一步获得的人造石墨为原料,通过改进后的Hummers方法将其制备成氧化石墨(GOs);第三步,将上述过程中制得的GOs与低聚物PEG1500N混于一起加热回流并在回流过程中使用联氨将其还原,最终可以得到GQDs。
通过这种方法制得的 GQDs 最大的特点是性能稳定,即使将其放置在室温下空气中很长的时间,其仍拥有透明状且可发出明显的荧光的特点,同时这种方式制备GQDs也可以通过选择适当的裂解温度和分子前体来准确控制所得产物的形貌特点和尺寸的分布。但是该方法的制备过程需要大量操作所以较为复杂。
1。3。5 溶液化学法
溶液化学法是自下而上法中最为常用于制备GQDs的方法,该方法主要是使用将芳基氧化缩合的方式来制得GQDs。Li等[13,14]曾使用这种方法的制得GQDs,主要过程是先通过将3-碘-4-溴苯胺或其他苯衍生物的小分子物质进行反应,制备出聚苯树突状前体,在通过前产物的氧化反应得到石墨烯基,最后通过石墨烯基制得GQDs。通过这种方法制备的GQDs相较于其它方法所制得的产物具有更大的尺寸,但由于尺寸大小的原因会导致GQDs的水溶能力也被限制,针对这一现象Li 等采用的办法是将石墨烯基边缘苯环基团用2',4',6'-三烷基取代并共价连接致使其拥挤,使得石墨平面外围的苯基发生扭曲2,6位烷基发生平面延伸,4位烷基发生侧面延伸使得其在石墨烯核周围生成一个三维的“笼”,限制分子间的作用力从而使GQDs得到增溶,使得溶液化学法制备的GQDs的水溶性问题得以解决。来-自~优+尔=论.文,网www.youerw.com +QQ752018766-
经过改进溶液化学法具有可以精确的控制并调节该方法制备的GQDs的尺寸以及形貌的优点,同时产物水溶性的问题得解决进也使得该法更为实用;但这类方法有一个很大的问题就是:得到最终产物前,该方法会有一些的中间体产生而这些中间体都要使用凝胶色谱柱进行纯化并用标准表征法对纯化后的物质进行确认;同时为保证最终产量,还要要预先设计好前体上苯基间的连通性,这样才能避免在氧化过程中苯基发生重排。可见该方法制备GQDs会消耗大量的精力与时间,同时由于实验步骤的特点GQDs的产率也不好控制,不适合用于生产