石墨烯量子点
石墨烯量子点的定义石墨烯量子点(Graphene Quantum Dots, GQDs)是横向尺寸小于50 nm、厚度为0.5-1.0nm的石墨烯（图1）。石墨烯量子点的制备由top-down和bottom-up两种途径，top-down方法主要以石墨烯或石墨为前驱体通过化学、电化学或物理法将横向尺寸减小到几个纳米，bottom-up方法主要以含苯环的小分子通过水热、高温气相沉积或电化学合成等方法实现几个纳米的量子点。图1 石墨烯量子点的表征（a）石墨烯量子点的TEM图像（插图为石墨烯量子点的横向尺寸分布）（b）石墨烯量子点高分辨TEM图像（c）石墨烯量子点的AFM图像及对应高度分析。Chem. Mater., 2015, 27, 2004-2011. 石墨烯量子点的物性化学稳定性方面，石墨烯量子点具有石墨烯的sp2构型原子排列结构，在化学稳定性方面，石墨烯量子点具有较之于其它量子点材料所不具备的化学稳定性，能够承受强酸、强碱和较高温度的极端环境。带隙性质方面，石墨烯是一种零带隙类半导体材料，当石墨烯的横向尺寸减小到量子尺度（＜100 nm）时，石墨烯中的π电子发生局域化，其带隙随之打开，通过尺寸调控、形貌调控、边缘结构调控及掺杂等手段，石墨烯量子点的带隙可实现从0 eV 到5 eV之间的宽幅调制。光学性质方面，石墨烯量子点具有显著的光致发光性能，其具有高荧光稳定性、高抗离子干扰能力和高抗光漂白能力（图2）。同时，通过简单的手段对石墨烯量子点尺寸与化学结构（边缘/表面基团修饰、晶格异质原子掺杂）的控制可实现石墨烯量子点发光波长的有效调控，从而实现石墨烯量子点可见光全光谱发光调制。图2 石墨烯量子点的荧光性能石墨烯量子点（N-GQD）水溶液与荧光染料罗丹明B（RhB）乙醇溶液在可见光下（左图）及紫外光下（右图）的照片其中N-GQD的荧光量子产率为0.74，RhB的荧光量子产率为0.68。Part. Part. Syst. Charact., 2015, 32, 434-440 催化性能方面，石墨烯量子点具有高比表面积及边缘原子比例，边缘原子的占比可以高达20%，这使得该类材料在催化过程中具有最高的暴露活性位点。这一系列优异的界面性质使石墨烯量子点材料在能源应用领域（锂离子电池、超级电容器、光催化产氢/氧等）以...
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