(最新整理)石墨烯量子點(diǎn)制備與應(yīng)用

1、(完整)石墨烯量子點(diǎn)制備與應(yīng)用(完整)石墨烯量子點(diǎn)制備與應(yīng)用 編輯整理：尊敬的讀者朋友們：這里是精品文檔編輯中心，本文檔內(nèi)容是由我和我的同事精心編輯整理后發(fā)布的，發(fā)布之前我們對(duì)文中內(nèi)容進(jìn)行仔細(xì)校對(duì)，但是難免會(huì)有疏漏的地方，但是任然希望（(完整)石墨烯量子點(diǎn)制備與應(yīng)用）的內(nèi)容能夠給您的工作和學(xué)習(xí)帶來(lái)便利。同時(shí)也真誠(chéng)的希望收到您的建議和反饋，這將是我們進(jìn)步的源泉，前進(jìn)的動(dòng)力。本文可編輯可修改，如果覺(jué)得對(duì)您有幫助請(qǐng)收藏以便隨時(shí)查閱，最后祝您生活愉快 業(yè)績(jī)進(jìn)步，以下為(完整)石墨烯量子點(diǎn)制備與應(yīng)用的全部?jī)?nèi)容。石墨烯量子點(diǎn)的概述1。1。1 石墨烯量子點(diǎn)的性質(zhì) gqds是準(zhǔn)零維結(jié)構(gòu)的納米材料，由于其自身半

2、徑小于波爾激發(fā)半徑,原子內(nèi)部的電子在三維方向上的運(yùn)動(dòng)均受到限制,所以量子局域效應(yīng)十分顯著，因此具有許多獨(dú)特的物理和化學(xué)性質(zhì)。其與傳統(tǒng)的半導(dǎo)體量子點(diǎn)（qds)相比，gqds具有如下獨(dú)特的性質(zhì):不含高毒性的金屬元素如鎘、鉛等，屬環(huán)保型量子點(diǎn)材料；自身結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，耐強(qiáng)酸和強(qiáng)堿，耐光漂白；厚度可達(dá)到單個(gè)原子層，橫向尺寸可達(dá)到幾個(gè)互相聯(lián)接的苯環(huán)大小，卻能夠保持高度的化學(xué)穩(wěn)定性；帶隙寬度范圍可調(diào)，原則上可通過(guò)量子局域效應(yīng)和邊緣效應(yīng)在05 ev 范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，從而將波長(zhǎng)范圍從近紅外區(qū)擴(kuò)展到可見光區(qū)及深紫外區(qū)，從而滿足了各種技術(shù)對(duì)材料能隙和特征波長(zhǎng)的要求；容易實(shí)現(xiàn)表面功能化,可穩(wěn)定分散于常用的化學(xué)試劑,滿足材料低

3、成本加工處理的需求.gqds擁有的發(fā)光特性主要是通過(guò)光致發(fā)光和電化學(xué)發(fā)光產(chǎn)生，其中熒光性能是gqds最突出的性能，gqds的熒光性質(zhì)主要包括：激發(fā)熒光穩(wěn)定性高且具有抗光漂白性；熒光發(fā)射波長(zhǎng)可以進(jìn)行可控調(diào)節(jié)，有些gqds還具有上轉(zhuǎn)換熒光性質(zhì)；激發(fā)光譜寬且連續(xù)，可以進(jìn)行一元激發(fā)、多元發(fā)射。目前關(guān)于gqds的光致發(fā)光機(jī)理主要有兩個(gè)：（1）官能團(tuán)效應(yīng),即在gqds表面進(jìn)行化學(xué)修飾，使得gqds表面產(chǎn)生能量勢(shì)阱，表面物理化學(xué)狀態(tài)發(fā)生顯著變化，導(dǎo)致其熒光量子產(chǎn)率提高；（2)尺寸效應(yīng)，即gqds的熒光性能取決于粒徑尺寸的大小.gqds還是優(yōu)良的電子給體和電子受體,因此gqds在能量存儲(chǔ)、光電轉(zhuǎn)化和電磁學(xué)領(lǐng)域

4、具有重要的研究意義,同時(shí)在生物、醫(yī)學(xué)、材料、新型半導(dǎo)體器件等領(lǐng)域具有重要潛在應(yīng)用價(jià)值。 1.2.2 石墨烯量子點(diǎn)的制備gqds的合成方法可以分為兩大類:自上而下法和自下而上法，如圖11所示。自上而下法是通過(guò)簡(jiǎn)單的物理化學(xué)作用，進(jìn)行熱解和機(jī)械剝離塊狀石墨，得到尺寸較小的gqds,是最常用的制備方法，比如改進(jìn)的hummers法,其使用的原料廉價(jià)，但是反應(yīng)條件比較苛刻，制備周期比較長(zhǎng)，通常需要經(jīng)過(guò)強(qiáng)酸、強(qiáng)氧化劑、高溫、強(qiáng)機(jī)械力等多步來(lái)實(shí)現(xiàn)，這種制備方法不能有效的控制產(chǎn)物的表面形態(tài)和粒徑尺寸,且不容易提純。自下而上法是以多環(huán)芳香族化合物和具有芳香族環(huán)狀分子的化合物為原料，通過(guò)化學(xué)反應(yīng)合成gqds,雖然

5、其合成原理比較復(fù)雜，產(chǎn)率比較低，但是最終的產(chǎn)品形貌和尺寸容易控制，可以得到粒徑均勻的gqds。圖1-1 自上而下法和自下而上法制備gqds的過(guò)程fig.11 schematic diagram for synthesizing gqds by topdown and bottomup methods自上而下法:水熱法 zhu等使用nn二甲基甲酰胺（dmf）作為分散劑，使用氧化石墨烯(graphene oxide， go）為原料一步合成gqds。go經(jīng)過(guò)溶劑超聲切割和還原一步進(jìn)行，然后使用柱層析方法進(jìn)行分離，可以得到不同氧化程度的gqds，因此也獲得了一批含有特定熒光特性的gqds。pan等使用

6、超聲輔助水熱法制備得到直徑為513 nm的gqds,此gqds可以被激發(fā)出藍(lán)色熒光。這種方法需要多步,首先將石墨片在酸性介質(zhì)中氧化為氧化石墨片，然后經(jīng)過(guò)熱液還原為gqds，并且通過(guò)各種表征手段進(jìn)行檢測(cè)分析，go在酸性介質(zhì)下被切割成納米管和納米帶。如圖1-2所示，在酸性條件下的氧化過(guò)程中,在go表面形成了大量的環(huán)氧基團(tuán)，這些基團(tuán)形成了一條拉鏈?zhǔn)降膸Ь€，從而導(dǎo)致了cc鍵的斷裂，隨后這些環(huán)氧鍵經(jīng)過(guò)斷裂后轉(zhuǎn)變?yōu)轸驶?，并在堿性熱液下進(jìn)行還原，由于go表面更多的線缺陷，所以在熱液還原過(guò)程中氧原子逐漸被分解掉。由于還原溫度的不同，最終得到的gqds的表面形態(tài)不同，通過(guò)高溫反應(yīng)得到的gqds晶型穩(wěn)定，表面狀態(tài)

7、均一，且平均粒徑尺寸為9。6 nm，熒光產(chǎn)率可以達(dá)到6.9%。peng等使用碳纖維(carbon fiber， cf)作為原料，通過(guò)酸熱處理,將cf進(jìn)行氧化剝離，通過(guò)控制不同的反應(yīng)溫度，制備出不同尺寸的gqds，所得到的gqds邊緣具有鋸齒狀結(jié)構(gòu)，且尺寸大小在3 nm左右,如圖13所示。另外，這種方法制備的gqds結(jié)晶度非常好，具有很好的溶解性,可以通過(guò)改變反應(yīng)溫度來(lái)調(diào)控gqds的尺寸形貌和表面形態(tài),從而改變了其熒光顏色。圖12 水熱法切割氧化石墨烯微片制備gqds的機(jī)理fig。1-2 mechanism for the preparation of gqds by hydrothermal

8、cutting oxidized graphene sheets圖1-3 碳纖維水熱氧化切割制備gqds(a)氧化切割碳纖維制備gqds (b） gqds的透射電鏡圖(反應(yīng)溫度120c），插圖是gqds的高倍透射電鏡圖 (c) gqds的原子力顯微鏡圖 （d） gqds的尺寸大小和粒徑高度分布圖fig。13 schematic diagram forthe preparation of gqds by hydrothermal oxidation of carbon fibers(a）the preparation of gqds by hydrothermal oxidating cutti

9、ng of carbon fibers （b） tem image of gqds （synthesized reaction temperature at 120c) and the inset is the hrtem of gqds （c） afm image of gqds (d） size and height distribution of gqds電化學(xué)法 電化學(xué)法是制備gqds較為廣泛的一種方法。一般采用鱗片石墨和石墨棒為主要原材料,并將其作為工作電極。這種方法采用的電勢(shì)為1.5v到+3v左右,其氧化電勢(shì)比氧化石墨中c-c鍵要高，電解液中的離子在氧化裂解反應(yīng)過(guò)程中作為碳鏈的“剪

10、切刀。氧化還原電勢(shì)能夠促使電解質(zhì)中的陰離子快速插入到陽(yáng)極的碳層中，起到氧化插層的作用,陽(yáng)極的電化學(xué)氧化作用和溶液陰離子的嵌入插層作用共同導(dǎo)致石墨片層的分離剝落，從而得到gqds.電化學(xué)法制備gqds的工藝主要有以下四個(gè)主要步驟如圖1-4所示：第一步，主要發(fā)生在石墨晶粒的缺陷區(qū)或者邊緣位置，具體為陽(yáng)極上發(fā)生氧化反應(yīng),使得石墨陽(yáng)極表面層增加大量含氧官能團(tuán)，石墨邊緣的官能團(tuán)進(jìn)行自由基氧化或羥基化，從而導(dǎo)致石墨陽(yáng)極上碳原子之間的化學(xué)鍵發(fā)生斷裂；第二步，氧化反應(yīng)通過(guò)邊界層進(jìn)一步嵌入,使得陰離子進(jìn)一步插層氧化，石墨表面不斷膨脹；第三步，石墨層與層之間進(jìn)一步氧化裂解為石墨烯納米片;第四步，氧化的石墨烯納米片

11、作為產(chǎn)物沉淀下來(lái)或者懸浮在溶液中，未氧化的石墨烯納米片漂浮在溶液表面.進(jìn)一步研究已經(jīng)證實(shí)，通過(guò)改變反應(yīng)溶液中陰離子的種類和供給電壓的大小對(duì)產(chǎn)物的尺寸和形貌有很大影響.在整個(gè)反應(yīng)過(guò)程中，羥基和含有氧的自由基都起著電化學(xué)“剪切刀”的作用，通過(guò)切割得到的碳納米片由于發(fā)生陽(yáng)極氧化,而得到表面修飾了較多含氧官能團(tuán)的gqds。通過(guò)電化學(xué)法制備的gqds溶液具有很強(qiáng)的穩(wěn)定性，gqds在水溶液中帶負(fù)電荷，從而導(dǎo)致gqds之間發(fā)生靜電排斥，形成的溶液分布均勻穩(wěn)定。但電化學(xué)方法也有一些缺點(diǎn)10，使用的石墨需要進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的預(yù)處理，需要進(jìn)一步透析分離才能制備得到比較純的gqds，制備耗時(shí)較長(zhǎng)，而且得到產(chǎn)品的gqds產(chǎn)

12、率不高。圖1-4 電化學(xué)法制備gqds的裝置及原理圖fig。14 mechanism and device for the preparation of gqds by electrochemical strategy微波和超聲波法 微波和超聲波輔助化學(xué)合成法是一種高效合成gqds的方法27-29。微波法一般使用糖類作為碳源，由于糖類中的碳骨架分子經(jīng)過(guò)脫水后可以形成c=c鍵，從而構(gòu)成了gqds的基本碳骨架單元。糖中的羥基、羰基、羧基中的含氧官能團(tuán)會(huì)在水熱環(huán)境中脫水除去，未除去的含氧官能團(tuán)連接在gqds表面,從而使得gqds具有良好的水溶性.tang等29使用葡萄糖作為碳源,采用水熱和微波相互作

13、用的方法,合成出粒徑均均勻的gqds，且得到的gqds具有規(guī)整的晶格結(jié)構(gòu),且其發(fā)出強(qiáng)烈的藍(lán)綠色熒光。圖1-5 微波輔助法合成gqds的原理示意圖29fig。1-5 schematic diagram for the preparation of gqds by microwave assisted method29li等采用葡萄糖、酸和堿為原料,在水溶液中進(jìn)行微波合成碳納米顆粒，制備出粒徑均勻的gqds。zhuo等31使用超聲法以石墨烯為碳源，在溶液中制備出單分散均勻的gqds，且其熒光性質(zhì)不隨激發(fā)波長(zhǎng)而發(fā)生變化。在超聲波法中，超聲可以在溶液中產(chǎn)生交替的高低壓震動(dòng),從而導(dǎo)致液體內(nèi)部產(chǎn)生微小氣泡

14、,微小的氣泡進(jìn)而急速生長(zhǎng)、摩擦、震蕩、收縮、脹裂。氣泡在摩擦脹裂過(guò)程中,液體微粒的分子間會(huì)發(fā)生劇烈的撞擊摩擦,在較小的空間中瞬間產(chǎn)生高溫高壓,并伴隨著強(qiáng)烈的沖擊波震動(dòng)和液體分子間的剪切力。如果使用的原材料是石墨烯，超聲波的能量可以把微米級(jí)的大片徑石墨烯片切割成納米級(jí)的gqds；而當(dāng)使用的原材料為糖類時(shí),超聲波能量能夠使葡萄糖發(fā)生聚合和碳化,然后在溶液中分散形成碳納米粒子，制備形成的機(jī)理與sun和li報(bào)道27的lamer模型相似。自上而下制備gqds的方法具有原料便宜易得，制備工藝簡(jiǎn)便易行，并且能夠進(jìn)行大規(guī)模制備等優(yōu)點(diǎn).通過(guò)此方法所得的gqds邊緣上含有豐富的含氧官能團(tuán)，具有良好的溶解性，同時(shí)也

15、有利于其進(jìn)一步進(jìn)行化學(xué)修飾。但是這種方法也存在很多不足,比如制備生產(chǎn)過(guò)程中需要特制的儀器設(shè)備，生產(chǎn)環(huán)境比較苛刻，且所得到的gqds產(chǎn)率很低，碳環(huán)表面被大量含氧官能團(tuán)修飾，破壞了六元環(huán)結(jié)構(gòu)，自上而下的制備過(guò)程中不容易進(jìn)行有效控制，最終得到的gqds形貌和尺寸分布不穩(wěn)定。自下而上法：溶液化學(xué)合成法 通過(guò)溶液化學(xué)合成得到尺寸均勻的gqds是自下而上法中最常用的合成方法19,32。目前報(bào)道的方法主要是通過(guò)含有苯環(huán)的多環(huán)芳烴作為前驅(qū)物進(jìn)行化學(xué)合成。li等通過(guò)將具有增溶基團(tuán)的化合物通過(guò)共價(jià)鍵方式連接到石墨烯前驅(qū)體上。這種通過(guò)脫氫環(huán)化聚亞苯基前驅(qū)體,得到形貌尺寸可控而且均一的gqds，其直徑可以達(dá)到4 nm

16、以下。liu等以六環(huán)六苯并蔻作為前驅(qū)體，采用可控裂解多環(huán)芳烴大分子的方法，制備了平均直徑在60 nm，厚度為23 nm,尺寸均勻的圓盤狀gqds，如圖1-6所示。采用溶液化學(xué)法合成的gqds，隨著gqds粒徑尺寸的增大其溶解性逐漸降低，這是由于隨著石墨烯納米片尺寸增大，碳原子層與層之間的相互作用力就會(huì)越來(lái)越強(qiáng)，因此所得到的gqds容易發(fā)生團(tuán)聚，從而使得其水溶性越來(lái)越低。此方法中化學(xué)合成步驟比較繁瑣，原理比較復(fù)雜,反應(yīng)步驟較多，但是其合成得到的gqds可以精確控制，從而得到形貌尺寸可控的gqds。圖1-6 采用多環(huán)芳烴作碳源合成gqds的流程圖33fig.1-6 process flow dia

17、gram for the preparation of gqds by aromatic hydrocarbons33富勒烯開籠法 富勒烯開籠法是由loh課題組于2011年發(fā)現(xiàn)的，該方法是通過(guò)將富勒烯在過(guò)渡金屬釕（ru）上進(jìn)行催化分解，如圖17所示,合成出一系列原子級(jí)別的gqds。具體的原理為：籠狀的c60與貴金屬ru發(fā)生催化作用，在釕金屬的表面形成大量的空缺，c60嵌入到空缺中,溫度升高，提供的能量使得c60破裂成碳簇，這些碳簇經(jīng)過(guò)擴(kuò)散作用和聚集作用形成gqds,gqds的平衡形貌可以通過(guò)優(yōu)化退火溫度以及碳簇的密度來(lái)調(diào)整，從而在不同溫度下形成點(diǎn)狀、花朵狀、六角蘑菇狀等。圖17 在釕(0001

18、）上0。08 ml的c60分解形成gqds的stm圖像34figure。 1-7stm images of gqds formed by decomposition of 0。08ml c60on ru(0001） 34自下而上的方法多數(shù)可控性比較強(qiáng)，但操作步驟繁瑣，而且操作復(fù)雜，得到的產(chǎn)品不宜提純，另外一些方法需要苛刻的制備條件或特殊的儀器設(shè)備,從而限制了這些方法的進(jìn)一步推廣。因此開發(fā)一種同時(shí)具有粒徑小、層數(shù)低并分布可控，原料來(lái)源豐富且價(jià)廉,生產(chǎn)設(shè)備簡(jiǎn)單，制備過(guò)程簡(jiǎn)易、耗能低、生產(chǎn)效率高、產(chǎn)率高和無(wú)污染的可工業(yè)化量產(chǎn)的高質(zhì)量gqds制備方法，仍然是納米材料制備技術(shù)領(lǐng)域中急需解決的關(guān)鍵問(wèn)題。1

19、.2.3 石墨烯量子點(diǎn)的應(yīng)用gqds由于其具有的良好化學(xué)惰性和生物相容性，以及熒光發(fā)光可調(diào)和熒光上轉(zhuǎn)換等特性,使得gqds在微納光電子器件、光伏新能源、生物成像、藥物輸運(yùn)、疾病檢測(cè)和熒光探針等領(lǐng)域的應(yīng)用研究逐漸成為研究重點(diǎn)9,16,35,36。生物成像 由于半導(dǎo)體量子點(diǎn)自身具有的生物毒性大大限制了其在生物成像中的應(yīng)用。而gqds具有良好的水溶性、無(wú)毒性和生物相容性,因此gqds在生物成像領(lǐng)域中表現(xiàn)出巨大的應(yīng)用潛力37-39。gqds具有優(yōu)異的熒光性質(zhì)，在溶液中能夠穩(wěn)定的存在，對(duì)生物幾乎沒(méi)有表現(xiàn)出毒性，這些優(yōu)點(diǎn)使得gqds在生物成像領(lǐng)域表現(xiàn)出很高的應(yīng)用價(jià)值。peng等人22將人類乳腺癌細(xì)胞系在具

20、有綠色熒光的gqds營(yíng)養(yǎng)液中共同培育4小吋.通過(guò)熒光顯微鏡可以清楚地分辨出被染料染色后的細(xì)胞核區(qū)域,以及具有綠色gqds熒光的邊緣區(qū)域，說(shuō)明gqds可用于生物成像。dong等40將人類的乳腺癌細(xì)胞在具有綠色熒光的gqds營(yíng)養(yǎng)液中進(jìn)行共同培育，在激光共聚焦掃描顯微鏡下觀察到了明亮的綠色熒光乳腺癌細(xì)胞.通過(guò)進(jìn)一步片層分析表明gqds可以同時(shí)標(biāo)記細(xì)胞中的細(xì)胞質(zhì)、細(xì)胞核和細(xì)胞膜，這將對(duì)研究細(xì)胞內(nèi)部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生重大影響.藥物輸送 jing等人41合成了一種具有核殼結(jié)構(gòu)的多功能膠囊，提供了一個(gè)具有熒光成像、磁導(dǎo)輸送和超聲觸發(fā)藥物釋放的多功能核殼膠囊。膠囊內(nèi)的橄欖油是作為一種油溶性的溶劑，其作用是可以溶解不同的

21、藥物,而雙層多孔的tio2外殼是作為膠囊的保護(hù)層，防止膠囊進(jìn)入人體內(nèi)還未進(jìn)入靶向細(xì)胞便被分解釋放，而fe3o4是利用其自身具有的磁性來(lái)定為靶向細(xì)胞,利用gqds自身具有的熒光性能來(lái)實(shí)現(xiàn)靶向細(xì)胞的熒光成像，不僅可以實(shí)現(xiàn)藥物的靶向運(yùn)輸，而且可以觀察到靶向細(xì)胞的動(dòng)態(tài)情況。熒光傳感器 由于gqds具有很強(qiáng)熒光特性，因此在熒光傳感器方面得到廣泛關(guān)注42-44。利用gqds的光致發(fā)光性能， liu 等45以谷胱甘肽功能化的gqds作為熒光探針，根據(jù)“關(guān)開”原理構(gòu)建熒光傳感器,通過(guò)熒光強(qiáng)度來(lái)檢測(cè)人體細(xì)胞中的蛋白和人血清中三磷酸腺苷(atp)的含量。當(dāng)fe3+離子濃度高于0.125 m mol/l時(shí)，功能化g

22、qds與fe3 +配位，引起gqds表面結(jié)構(gòu)中的有效電子轉(zhuǎn)移，引起熒光淬滅,而其它金屬離子對(duì)gqds熒光強(qiáng)度基本沒(méi)有影響。由于磷酸鹽離子與fe3+離子擁有更強(qiáng)的親和力，可以形成穩(wěn)定的 fe-op 化學(xué)鍵，因此含有磷酸鹽的分子可以作為fe3+離子的絡(luò)合試劑,當(dāng)磷酸根遇到gqdsfe時(shí)，gqds被fe3+離子猝滅的熒光可以重新恢復(fù).電化學(xué)檢測(cè) 石墨烯量子點(diǎn)作為碳材料家族中的新成員，具有類似于石墨烯的性質(zhì),具有較高的電子遷移速率和良好的化學(xué)穩(wěn)定性46.zhao等人47使用經(jīng)過(guò)改性制備的gqds與具有特定序列的單鏈dna分子組成電極對(duì)，自行設(shè)計(jì)了簡(jiǎn)單的的電化學(xué)探針系統(tǒng)。通過(guò)分子間相互作用，合成的dna

23、探針?lè)肿涌梢詮?qiáng)烈的吸附在gqds修飾過(guò)的電極表面，而具有特定序列的dna探針?lè)肿涌梢砸种苹钚灾行姆肿觙e（cn)63-/4-與電極材料之間的電子遷移，當(dāng)靶向分子為具有特定序列的單鏈dna分子或者靶蛋白質(zhì)分子時(shí)，具有單鏈的dna探針?lè)肿訉⑴c具有特定序列的單鏈dna分子進(jìn)行結(jié)合,而不能與溶液中的gqds結(jié)合，或與具有特殊形態(tài)的靶向蛋白質(zhì)分子結(jié)合。從實(shí)驗(yàn)結(jié)果中可以看出，活性物質(zhì)fe(cn）63-/4-的峰值電流隨靶向分子數(shù)目的增加而迅速增加,因而可以通過(guò)電化學(xué)方法對(duì)dna和蛋白質(zhì)分子進(jìn)行有效的檢測(cè),且具有良好的選擇性和較高的靈敏度。光催化 二氧化鈦(tio2）具有熱穩(wěn)定性、強(qiáng)氧化性和相對(duì)無(wú)毒性，是目

24、前應(yīng)用最廣泛的光催化材料.tio2光催化過(guò)程是通過(guò)一定波長(zhǎng)的激發(fā)光進(jìn)行照射，從而激發(fā)材料中的電子結(jié)構(gòu)形成電子/空穴對(duì)，通過(guò)能級(jí)的躍遷實(shí)現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)化.隨著人們對(duì)碳材料的深入研究，所合成的復(fù)合材料如碳納米管/ tio2納米復(fù)合材料，石墨烯/ tio2復(fù)合材料等,能夠?qū)⑵湮盏墓庋由斓娇梢姽鈪^(qū)域，從而增寬了tio2在光催化領(lǐng)域的應(yīng)用 48，49。zhuo等人31根據(jù)gqds自身具有的上轉(zhuǎn)換熒光發(fā)光特性，設(shè)計(jì)出能夠利用可見光進(jìn)行催化的新型復(fù)合材料，實(shí)驗(yàn)制備的gqds分別與金紅石型tio2和銳鈦礦型tio2復(fù)合得到不同的復(fù)合材料體系，使用氙燈為光源，對(duì)上述復(fù)合材料的光催化性能進(jìn)行考察，經(jīng)過(guò)60分鐘的照射，金紅石型tio2/gqds復(fù)合材料的光降解效率可以達(dá)到97%，而銳鈦礦型tio2/gqds復(fù)合材料的光降解效率只能達(dá)到31。其主要原因是：在可見光的照射下，gqds的上轉(zhuǎn)換熒光峰位大約在407 nm左右(能隙為3。05 ev)，高于金紅石tio2的能隙(大約為3。0 ev)，但小于銳鐵礦型tio2的能隙（大約在3。2 ev),所以金紅石型tio2/gqds的光催化能力高于銳鈦礦型tio2/gqds的復(fù)合材料.有機(jī)光伏器件 gqds的尺寸效應(yīng)和量子限域效應(yīng)，導(dǎo)致其具有能隙可調(diào)的半導(dǎo)體性質(zhì)，可以應(yīng)用于光伏器