[发明专利]一种基于石墨烯量子点掺杂的聚合物复合薄膜的制备方法

摘要

本发明是一种基于石墨烯量子点掺杂的聚合物复合薄膜的制备方法，具体步骤为：通过化学裁剪的方法将双壁碳纳米管切割成石墨烯纳米片；用氯苯提取石墨烯量子点；对石墨烯量子点进行表征；聚合物复合薄膜的制备。本发明通过化学裁剪法打开碳纳米管获得了粒径一致、性能稳定、具有蓝色荧光的石墨烯量子点，该方法属于化学溶液法，具有成本低廉、工艺简单、条件易控的优势；进一步将石墨烯量子点与半导体聚合物聚乙烯咔唑混溶，通过旋涂技术制得基于石墨烯量子点掺杂的聚合物复合薄膜。

主权项

1.一种基于石墨烯量子点掺杂的聚合物复合薄膜的制备方法，其特征在于，具体步骤为：(1)石墨烯纳米片的合成通过化学裁剪的方法将双壁碳纳米管切割成石墨烯纳米片；具体的操作方法如下：将双壁碳纳米管加入到浓硫酸和浓硝酸的溶液中，配制成浓度为3g/L的混合溶液，然后密封超声5h，其中在浓硫酸和浓硝酸的溶液中，浓硫酸和浓硝酸的体积比为2：1；然后将溶液置于冷凝回流装置中在温度为130-150℃下持续加热搅拌24h，待冷却至室温后再将其超声5h；用混合溶液3倍体积的去离子水稀释，采用浓氢氧化钠将pH值调至8；最后将溶液置于透析袋中静置4天，再经2h的超滤离心，得到石墨烯纳米片水溶液；(2)用氯苯提取石墨烯量子点以氯苯作为萃取剂来萃取石墨烯纳米片水溶液中的石墨烯纳米片，制得粒度分布均匀的石墨烯量子点；萃取时氯苯和石墨烯纳米片水溶液的体积比为1：1；将二者混合后剧烈摇晃并搅拌，然后静置1.5h，取出下层溶解有石墨烯量子点的氯苯溶液；(3)对石墨烯量子点进行表征采用高分辨透射电子显微镜对石墨烯量子点微结构进行观察，将样品滴至碳包覆的铜网上，在室温下干燥；采用原子力显微镜观察样品的大小和厚度分布；将溶液滴在经去离子水清洗的单晶硅片上，采用敲击模式获得硅片上样品的起伏图像；采用荧光分光光度计测量石墨烯量子点的光致发光；(4)聚合物复合薄膜的制备以10mg/mL的浓度将聚乙烯咔唑溶解在含有石墨烯量子点的氯苯中，在覆有ITO导电薄膜的聚对苯二甲酸乙二醇酯基片上，以4000r/min的转速旋涂聚乙烯咔唑和石墨烯量子点的混合溶液35s，制得聚合物复合薄膜。