本發(fā)明中,通過室溫常壓水相條件下,僅以金屬鋅和氧化石墨烯水溶液為原料,快速制備氧化鋅量子點(diǎn)/石墨烯復(fù)合材料前驅(qū)體,隨后進(jìn)行一步惰性氛圍的熱處理,簡單高效率地制備氧化鋅量子點(diǎn)/石墨烯復(fù)合材料。
納米氧化鋅作為一種重要的新型無機(jī)寬帶隙半導(dǎo)體功能材料,具有普通氧化鋅所無法達(dá)到的特殊性能。例如,由于其具有的表面與界面效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)、體積效應(yīng)和宏觀量子隧道效應(yīng)以及高透明度、高分散性等特點(diǎn),使其在催化、光學(xué)、生物和電學(xué)等領(lǐng)域內(nèi)展示出諸多獨(dú)特的優(yōu)異性能。氧化鋅量子點(diǎn)作為一種無毒的材料,具有成為生物標(biāo)記材料的潛能;氧化鋅量子點(diǎn)在受到大于禁帶寬度能量的光子照射后會產(chǎn)生電子-空穴對,光生電子具有強(qiáng)還原性,光生空穴具有強(qiáng)氧化性,可以與表面的羥基反應(yīng)生成氧化鋅很高的羥基自由基。氧化鋅既具有很強(qiáng)的光催化能力,而且對光穩(wěn)定,幾乎不引起光的散射,耐酸堿,無毒,被認(rèn)為是極具應(yīng)用前景的高活性光催化劑之一。由于氧化鋅量子點(diǎn)粒徑小,表面易于修飾,容易在聚合物基體中分散,因而是一種在光屏蔽領(lǐng)域內(nèi)較為理想的材料。因此,制備尺寸均一、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的氧化鋅量子點(diǎn),對其在如橡膠、涂料、塑料、陶瓷、催化劑、化纖、電子、化妝品等行業(yè)的應(yīng)用有極為重要的意義。
石墨烯是由單層碳組成的二維晶格結(jié)構(gòu),是sp2雜化碳原子構(gòu)成的高密度原子層排列形成的蜂窩網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。因此,石墨烯具備獨(dú)特的性能,如優(yōu)異的電荷載流子遷移率、高透明度、優(yōu)良的柔韌性及優(yōu)異的熱力和機(jī)械性能。用石墨烯負(fù)載氧化鋅量子點(diǎn),可以有效解決氧化鋅量子點(diǎn)的團(tuán)聚問題,穩(wěn)定其活性從而提高其應(yīng)用性能。制備氧化鋅量子點(diǎn)/石墨烯復(fù)合材料,目前常用的方法是使用含鋅鹽作為氧化鋅量子點(diǎn)的前體,通過如溶膠凝膠法、均勻沉淀法、噴霧干燥法以及熱分解等方法來制備氧化鋅量子點(diǎn);通過使用各類還原劑或者采用水熱等方法,由氧化石墨烯(GO)制備還原氧化石墨烯(RGO),在此過程中負(fù)載氧化鋅量子點(diǎn)。以上方法通常是過程復(fù)雜的、耗時(shí)較長且成本較高。
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