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石墨烯量子点是尺寸小于10nm的石墨烯薄片,它集石墨烯和量子点的优异性能于一身,不但具有石墨烯的各种奇异特性,还因其量子限制效应和边界效应而拥有许多特殊性质。石墨烯量子点在生物成像、光电器件、光催化、抗菌系统以及环境检测等方面具有诱人的应用前景。本文采用柠檬酸热解法制备石墨烯量子点,研究不同制备工艺对石墨烯量子点的结构及其光学性能的影响,结果表明：1.柠檬酸热解制备石墨烯量子点的最佳工艺参数为200℃恒温时间15分钟。在此条件下能制备出大量分散性好、结晶度高的石墨烯量子点。在180～220℃范围内,随着热解温度的提高,石墨烯量子点的平均尺寸由2.7nm逐渐增大到8.5nm,而且尺寸增速由慢变快,其形状由圆形趋向于椭圆形。过高的热解温度或过长的热解时间会增加柠檬酸的碳化程度。过长的热解时间还会使产物中存在大量石墨烯量子点和石墨烯的复合结构。2.柠檬酸热解制备的石墨烯量子点由多层石墨烯构成。柠檬酸热解时间会影响石墨烯量子点的结晶度。在180～220℃范围内,随着热解时间的延长,石墨烯量子点的结晶度逐渐提高。采用TEM可以观测到柠檬酸在200℃恒温15分钟热解制得的石墨烯量子点的间距为0.21nm和0.24nm的两种晶格条纹,对应于石墨烯的(1100)面和(1120)面,证实柠檬酸热解产物中含有石墨烯量子点,而且其结晶度高,分散性好。石墨烯量子点的边缘结构以锯齿形为主,并存在有结构缺陷,其边缘被氧化而引入大量含氧官能团,因此使其具有较好的水溶性。3.随着柠檬酸热解温度的提高,石墨烯量子点尺寸逐渐增大,吸收峰和荧光峰位红移。当热解温度从180℃提高到200℃时,石墨烯量子点的吸收峰位从349nm红移到359nm处；而当热解温度为220℃时,石墨烯量子点在350nm和460nm附近出现两个吸收峰,这说明石墨烯量子点的能隙与其尺寸和形状相关,而石墨烯量子点的尺寸和形状随热解温度的变化而不同。柠檬酸在200℃恒温15分钟热解制备的石墨烯量子点在360nm附近有一个强吸收峰,在474nm处出现最强荧光峰,发出蓝绿色荧光。