石墨烯量子点(Graphene quantum dot,GQDs)是准零维的纳米材料,由于其内部电子在各方向上的运动都受到局限,所以量子局域效应特别显著,具有许多独特的物理和化学性质。
与石墨烯相比,石墨烯量子点与石墨烯相同之处在于厚度上均为单层或少层,通常1~3层,厚度约0.4~2.0nm,差异在于平面取向上的大小不同,前者小于 100nm,加工石墨烯涂料,后者则在微米级尺度以上。石墨烯是特有的能隙为零的半导体,因此不具有光电转换性质,极大的限制了石墨烯在微电子及光电转化领域中的应用,而石墨烯量子点实现了将无能隙石墨烯到非零能隙石墨烯的转变,石墨烯涂料厂家,从而为制备分子级的石墨烯电子器件提供了基础。
自上而下法是通过简单的物理化学作用,石墨烯涂料,进行热解和机械剥离块状石墨,得到尺寸较小的GQDs,是最常用的制备方法,比如改进的Hummers法、水热合成法、等离子体刻蚀法、电化学法、微波和超声辅助法等。自上而下制备GQDs的方法具有原料便宜易得,制备工艺简便易行,并且能够进行大规模制备等优点。通过此方法所得的GQDs边缘上含有丰富的含氧官能团,具有良好的溶解性,同时也有利于其进一步进行化学修饰,但是这种方法也存在很多不足,比如制备生产过程中需要特殊的仪器设备,生产环境比较苛刻,且所得到的GQDs产率很低,碳环表面被大量含氧官能团修饰,破坏了六元环结构,自上而下的制备过程中不容易进行有效控制,最终得到的GQDs形貌和尺寸分布不稳定。