Eu(Ⅲ),Tb(Ⅲ)-1,10-鄰菲羅啉@石墨烯光電功能材料的研究.pdf

1、石墨烯因其獨(dú)特的二維蜂窩狀晶格納米結(jié)構(gòu)和優(yōu)異的電學(xué)、力學(xué)、光學(xué)、磁學(xué)、儲(chǔ)能等性質(zhì),自發(fā)現(xiàn)以來(lái)其巨大的應(yīng)用潛能受到了化學(xué)家、生物學(xué)家、物理學(xué)家和材料學(xué)家的極大關(guān)注。石墨烯獨(dú)特的微觀結(jié)構(gòu)和熒光猝滅作用,成為電子和能量傳遞的載體。
　　稀土有機(jī)配合物在紫外區(qū)常常有較大的吸收,通過(guò)有效的分子內(nèi)傳能過(guò)程將激發(fā)態(tài)的能量傳遞給稀土離子的發(fā)射能級(jí),極大的提高了稀土離子的特征發(fā)射。我們的實(shí)驗(yàn)表明:石墨烯和氧化石墨都對(duì)稀土有機(jī)配合物的熒光具有猝滅效應(yīng)

2、,相比而言石墨烯的熒光猝滅效應(yīng)更強(qiáng)。為了制備出一種石墨烯基稀土配合物光電復(fù)合材料并解釋石墨烯的熒光猝滅機(jī)理,我們制備了不同稀土離子有機(jī)配合物@石墨烯的光電復(fù)合材料,發(fā)現(xiàn)稀土離子有機(jī)配合物的光能最終轉(zhuǎn)化為復(fù)合材料的電能,其過(guò)程中發(fā)生了電子的傳遞和能量的轉(zhuǎn)化。
　　本實(shí)驗(yàn)共分為三個(gè)部分:
　　第一,運(yùn)用Hummers法制備氧化石墨,硼氫化鈉作為還原劑,將氧化石墨熱還原為石墨烯。利用室溫?cái)嚢璧姆椒▽⑹┡cEu(Ⅲ)-1,10-p

3、henanthroline配合物進(jìn)行復(fù)合,利用掃描電鏡(SEM)和透射電鏡(TEM)對(duì)復(fù)合材料的表面形貌及結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析,結(jié)果表明Eu(Ⅲ)-1,10-phenanthroline配合物均勻的包覆在石墨烯的表面。熒光光譜顯示出石墨烯對(duì)Eu(Ⅲ)-1,10-phenanthroline配合物的熒光具有很強(qiáng)的猝滅效應(yīng),并且當(dāng)Eu(Ⅲ)離子的質(zhì)量占石墨烯質(zhì)量的7％時(shí)達(dá)到正態(tài)分布的頂點(diǎn)。在非光照和光照條件下循環(huán)伏安曲線和電流-時(shí)間曲線都說(shuō)明配合物

4、與石墨烯之間發(fā)生了光電轉(zhuǎn)化。
　　第二,運(yùn)用上述方法成功制備出Tb(Ⅲ)-1,10-phenanthroline@石墨烯光電復(fù)合材料,利用掃描電鏡(SEM)和透射電鏡(TEM)對(duì)復(fù)合材料的表面形貌及結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析,結(jié)果表明Tb(Ⅲ)-1,10-phenanthroline配合物均勻的包覆在石墨烯的表面。熒光光譜顯示出石墨烯對(duì)Tb(Ⅲ)-1,10-phenanthroline配合物的熒光也具有強(qiáng)的猝滅效應(yīng),并且當(dāng)Tb(Ⅲ)離子的質(zhì)量占

5、石墨烯質(zhì)量的5%時(shí)達(dá)到正態(tài)分布的頂點(diǎn)。在非光照和光照條件下循環(huán)伏安曲線和電流-時(shí)間曲線都說(shuō)明配合物與石墨烯之間發(fā)生了光電轉(zhuǎn)化。與Eu(Ⅲ)-1,10-phenanthroline@石墨烯光電復(fù)合材料相比其光電轉(zhuǎn)化的效率較低,其熱穩(wěn)定性也稍差。
　　第三,利用室溫?cái)嚢璧姆椒ǚ謩e將石墨烯與Eu(Ⅲ),Tb(Ⅲ)-苯基隣氨基苯甲酸配合物,Eu(Ⅲ),Tb(Ⅲ)-8-羥基喹啉配合物進(jìn)行復(fù)合,熒光光譜顯示石墨烯對(duì)Eu(Ⅲ),Tb(Ⅲ)離子配