碳化物衍生的石墨烯量子點(diǎn)（GQDs）具有無毒、強(qiáng)大的集光能力和較大的表面積，因此在光致發(fā)光領(lǐng)域具有很高的潛力。為了經(jīng)濟(jì)有效且穩(wěn)定地生產(chǎn)GQDs，降低GQDs的合成溫度是一個(gè)很好的選擇，但仍然是一個(gè)很大的挑戰(zhàn)。在此，通過在室溫下控制MXene的KOH（水溶液）的反應(yīng)時(shí)間和濃度，獲得光致發(fā)光GQDs。這種簡便且經(jīng)濟(jì)高效的方法可以生產(chǎn)GQDs/TiO
2納米粒子，該粒子的平均粒徑約為1.5 nm，且含有少量的無定形碳。根據(jù)制備條件表征了GQDs/TiO
2晶體納米粒子的功能化和缺陷，并精確檢測了光致發(fā)光性能。盡管制備的GQDs/TiO
2納米粒子的量子產(chǎn)率為2.06％，但可以通過優(yōu)化KOH活化條件來提高。這是在室溫下輕松合成GQDs/TiO
2納米粒子的有意義結(jié)果，它可能包含制造量子點(diǎn)的關(guān)鍵因素。可以認(rèn)為該技術(shù)足夠通用，可以擴(kuò)展到各種研究領(lǐng)域，例如信息安全、顯示、生物相容性多色細(xì)胞成像和傳感器。
Figure 1. 室溫下GQDs/TiO
2納米顆粒的示意性制備方法。
Figure 2.（a）MAX、（b）MXene的場發(fā)射掃描電子顯微鏡（FE-SEM）圖像，（c）在MXene激活期間根據(jù)KOH的不同濃度變化的O元素濃度；（d）GQDs/TiO
2納米粒子的高分辨率透射電子顯微鏡（HR-TEM）圖像。
Figure 3. GQDs/TiO
2納米顆粒的（a）高分辨率透射電子顯微鏡（HRTEM）圖像，（b）選區(qū)電子衍射（SAED）圖案，（c）通過TEM結(jié)果測量的粒徑分布。
Figure 4. （a）MXene和GQDs/TiO
2納米粒子的UVevis吸收光譜；分別根據(jù)（b）KOH濃度和（c）溫度分別得到的GQDs/TiO
2納米顆粒的光致發(fā)光光譜。
Figure 5. 在（a）可見光和（b）365 nm紫外線下沉積在玻璃基板上有字母的GQDs/TiO
2納米顆粒的照片。
相關(guān)研究成果于2020年由首爾國立大學(xué)Young Joon Yoo課題組，發(fā)表在Carbon（doi.org/10.1016/j.carbon.2020.05.063）上。原文：Room temperature manufacturing photoluminescent graphene quantum dots based on MXenes。
轉(zhuǎn)自《石墨烯雜志》公眾號：
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