基于石墨烯量子點(diǎn)及金屬-硅納米結(jié)構(gòu)的熒光過程研究.pdf

1、以超聲法制備了石墨烯量子點(diǎn)，對其熒光性質(zhì)進(jìn)行了研究，設(shè)計了復(fù)合物光催化劑并構(gòu)筑了磷酸鹽傳感器。制備了幾種金屬／硅納米線復(fù)合材料，以發(fā)光稀土離子為對象，研究了金屬/硅納米材料的表面增強(qiáng)熒光現(xiàn)象。主要內(nèi)容如下：
　　 (1)以簡便的超聲路線制備了發(fā)光石墨烯量子點(diǎn)。所制備的量子點(diǎn)具有激發(fā)波長不依賴的光致發(fā)光特性。設(shè)計了復(fù)合物光催化劑（金紅石TiO2/GQD和銳鈦礦TiO2/GQD體系），以期利用太陽光的可見光譜部分。光催化能力由在可見

2、光下(λ＞420nm)降解亞甲基藍(lán)來測定。結(jié)果表明金紅石TiO2/GQD復(fù)合體系的光催化降解速率是銳鈦礦TiO2/GQD絡(luò)合物的9倍。
　　 (2)以超聲法制備的水溶性石墨烯量子點(diǎn)為探針，構(gòu)筑了高選擇性磷酸鹽傳感器。稀土離子銪能顯著猝滅量子點(diǎn)的熒光發(fā)射。而隨磷酸鹽逐漸加入，Eu3+離子逐步從羧酸修飾的量子點(diǎn)表面釋放出來與磷酸鹽結(jié)合?；謴?fù)的熒光強(qiáng)度與磷酸鹽濃度成正比。磷酸鹽檢測的線性范圍為8×10-7到9×10-6M，檢測限為1.

3、0×10-7M。此外，所構(gòu)筑的傳感器簡單、靈敏且成本較低，具有一定的實用價值。
　　 (3)研究了銀/硅納米材料存在下稀土元素鐠離子的熒光增強(qiáng)現(xiàn)象。當(dāng)加入銀/硅納米材料時，由于表面等離子共振，鐠離子的熒光發(fā)射顯著增強(qiáng)。隨Pr3+濃度從0.01到0.05M變化，熒光增強(qiáng)倍數(shù)降低(640nm處從193降到18倍；604nm處從40降到12倍)。銀/硅納米結(jié)構(gòu)的增強(qiáng)因子明顯大于純銀納米粒子，可能的原因是固定在硅線上的銀納米小顆粒相互靠

4、近產(chǎn)生局部電磁場疊加。
　　 (4)三價發(fā)光稀土離子(Nd3+，Ho3+和Er3+)在銀/硅納米結(jié)構(gòu)表面具有表面增強(qiáng)熒光效應(yīng)。在銀/硅納米材料存在下，其熒光都明顯增強(qiáng)。對Nd，Ho和Er這三種離子其最大增強(qiáng)倍數(shù)分別為185，82和86倍。銀/硅納米材料對稀土離子的熒光增強(qiáng)效果大于純Ag納米粒子，可能是生長在硅納米線上的銀納米顆粒為熒光增強(qiáng)提供了最有利的條件。
　　 (5)對幾種稀土離子(Pr3+，Nd3+，Ho3+和Er

5、3+)熒光發(fā)色團(tuán)與硅線上金納米粒子產(chǎn)生的表面等離子之間的耦合作用進(jìn)行了研究。在金/硅納米材料存在下，熒光強(qiáng)度明顯增大，可提高約2個數(shù)量級。研究結(jié)果表明，金納米粒子內(nèi)部電子產(chǎn)生的表面等離子體共振，可極大地增強(qiáng)稀土離子周圍的電磁場。局部電磁場與發(fā)光稀土元素的耦合可導(dǎo)致物質(zhì)熒光的增強(qiáng)。硅納米線擔(dān)載金納米粒子的增強(qiáng)效果大于純金納米粒子，其可能的原因是增強(qiáng)局域電磁場的疊加。
　　 (6)提出了以硅納米線為載體合成的銅/硅納米材料為基底增強(qiáng)