石墨烯的性能優異,在電子器件、導熱材料和復合材料等領域有潛在的應用價值[1~6]
因此,近年來關于石墨烯材料的研究受到了高度重視
但是,石墨烯是零帶隙半導體[6~8],沒有發光特性
氧化石墨烯(Graphite oxide,GO)是石墨烯重要的衍生物之一,是規?；a石墨烯的原料
GO和石墨烯的結構差異很大,GO內部有羥基、羧基和環氧基等大量氧化官能團
氧化官能團破壞了石墨烯片層的 π 共軛體系,使其電學性質和光學性質發生了巨大變化,由導電（石墨烯）變為絕緣(GO)[9~12]并具有光催化活性[13~15]
特別是sp2C/sp3C的交替分布打開了石墨烯的帶隙,使其具有發光性能
GO發光分布在可見光和近紅外波段,可用于生物檢測[16,17]和熒光標記[18]
目前對氧化石墨烯光學性質的研究剛剛展開,對其能帶結構的認識和發光機理的理解還很不深入
本文根據光致發光光譜、變溫發光光譜和吸收光譜,研究GO的發光機制和不同激發波長與變溫條件下的發光光譜,以揭示不同局域態的發光行為
1 實驗方法1.1 實驗用材料和儀器
天然鱗片石墨(325目)；微孔濾膜(醋酸纖維酯,直徑50 mm,孔徑0.22 μm)
inVia型發光光譜儀(PL)；Lambda900型紫外-可見吸收光譜儀(UV-Vis)
1.2 氧化石墨烯的制備
用改進的Hummers法[19],將天然鱗片石墨通過超聲輔助液相氧化法制備氧化石墨烯（GO）
用真空抽濾法制備GO薄膜,改變過濾GO溶液的量或濃度,調節薄膜的厚度
分別在488 nm、514 nm和830 nm激發條件下測試GO薄膜的熒光光譜
在514 nm和830 nm激發條件下研究GO薄膜的原位變溫發光
2 結果和討論2.1 氧化石墨的吸收特性
圖1a給出了GO的紫外-可見吸收光譜
可以看出,吸收譜有227 nm和300 nm兩個峰,分別來自于C=C鍵的π-π*電子躍遷和C=O鍵的n-π*電子躍遷[20,21]
在吸收光譜上沒有發現清晰可辨的吸收邊,表明GO內分布著很多局域態[22]
在強吸收區α≥104 cm-1范圍(Tauc region),吸收系數與光學帶隙之間滿足Tauc方程
(αE)1/2=B(E-Eopt)
(1)
其中B為常數,與材料性質有關[23]；E為光子能量；Eopt為光學帶隙[24~26],擬合可得到GO的Eo
聲明：
“氧化石墨烯的變溫發光” 該技術專利(論文)所有權利歸屬于技術(論文)所有人。僅供學習研究，如用于商業用途，請聯系該技術所有人。
我是此專利(論文)的發明人(作者)
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編輯：中冶有色網
來源：李福祿,韓春淼,高嘉望,蔣健,許卉,李冰
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2025年08月05日 ~ 07日 
