离子液体修饰Ti3C2类石墨烯量子点的制备与性能研究

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1、分类号：密级：ＵＤＣ：编号：工程硕士学位论文离子液体修饰Ti3C2类石墨烯量子点的制备与性能研究硕士研究生：刘瑞静指导教师：石峰教授学科、专业：材料工程论文主审人：教授哈尔滨工程大学2018年6月分类号：密级：ＵＤＣ：编号：工程硕士学位论文离子液体修饰Ti3C2类石墨烯量子点的制备与性能研究硕士研究生：刘瑞静指导教师：石峰教授学位级别：工程硕士学科、专业：材料工程所在单位：材料科学与化学工程学院论文提交日期：2018年5月论文答辩日期：2018年6月学位授予单位：哈尔滨工程大学ClassifiedIndex:U.D.C:ADissertationfortheDegree

2、ofM.EngTi3C2MXeneQuantumDotsModifiedbyIonicLiquidCandidate:LiuRuijingSupervisor:Prof.ShiFengAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:MaterialsEngineeringDateofSubmission:05.2018DateofOralExamination:06.2018University:HarbinEngineeringUniversity哈尔滨工程大学学位论文原创性声明本人郑重声明：本论文的所有工作

3、，是在导师的指导下，由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出，并与参考文献相对应。除文中已注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者（签字）：日期：年月日哈尔滨工程大学学位论文授权使用声明本人完全了解学校保护知识产权的有关规定，即研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于哈尔滨工程大学。哈尔滨工程大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件。本人允许哈尔滨工程大学将论文的部分或全部内容编入有关数据库

4、进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文，可以公布论文的全部内容。同时本人保证毕业后结合学位论文研究课题再撰写的论文一律注明作者第一署名单位为哈尔滨工程大学。涉密学位论文待解密后适用本声明。本论文（□在授予学位后即可□在授予学位12个月后□解密后）由哈尔滨工程大学送交有关部门进行保存、汇编等。作者（签字）：导师（签字）：日期：年月日年月日摘要作为一种新型的零维荧光碳纳米材料，石墨烯量子点（GQDs）由于量子限域效应和边界效应而表现出一系列优异的性能。近年来发现多种二维片层材料的结构与石墨烯十分相近，当二维片层材料的尺寸小于100nm时，将形成类石墨

5、烯量子点，类石墨烯量子点具有和石墨烯量子点同样优异的荧光性能。Ti3C2是一种新型MXene二维过渡金属碳化物，是一种典型的类石墨烯材料，在储能、生物传感、超级电容器等领域展现出巨大的潜力。本论文采用水热合成法将Ti3C2粉末制成具有水溶性和荧光性能的Ti3C2类石墨烯量子点，探索了不同水热参数对Ti3C2类石墨烯量子点结构与荧光性能的影响以及制备Ti3C2类石墨烯量子点量子点的最佳参数组合，并对Ti3C2类石墨烯量子点进行离子液体修饰以进一步提高其荧光性能，主要内容如下：（1）采用水热合成法将Ti3C2粉末制备为直径为2-6nm的Ti3C2类石墨烯量子点，在实验的过程

6、中，改变水热温度和水热碱剂两个参数：水热温度为100℃、120℃、150℃，水热碱剂为氨水和L-赖氨酸，每组只改变一个参数，六组相互对照的水热参数组合制备出六组Ti3C2类石墨烯量子点。（2）对制备的Ti3C2类石墨烯量子点进行一系列的对比表征分析，包括形貌、化学结构以及荧光性能等，研究水热温度和水热碱剂对制备Ti3C2类石墨烯量子点结构与荧光性能的影响，确定结构与荧光性能最为优异的一组Ti3C2类石墨烯量子点及其对应的水热参数组合。（3）对（2）中确定的量子点进行离子液体修饰，在催化剂的作用下，在量子点表面修饰离子液体1-胺丙基-3-甲基咪唑溴盐（[APMIm][Br

7、]），表征[APMIm][Br]-Ti3C2类石墨烯量子点的结构与荧光性能，与修饰前的量子点的荧光性能进行对比，结果表明离子液体修饰后的量子点的荧光性能得到改善，探究离子液体[APMIm][Br]改善量子点荧光性能的机理，并对[APMIm][Br]-Ti3C2类石墨烯量子点应用于离子检测进行了初期探索。关键词：Ti3C2；类石墨烯；量子点；荧光性能；离子液体ABSTRACTGraphenequantumdots(GQDs)havetriggeredtremendousattentionasanewclassofzero-dimension