1. 研究目的与意义（文献综述）

1.1 定义

石墨烯是由单层sp2杂化碳原子紧密堆积成的六方晶体结构^[1]，具有大的比表面积^[2]、优异的电子传输性能^[3]，以及良好的的热传导性^[4]。石墨烯还具有电化学窗口宽，电化学稳定性好，电荷传递电阻小，电催化活性高和电子转移速率快等电化学特性^[5]，在微电子、导电材料、超级电容器^[6]等方面应用广泛。因此，石墨烯及其衍生物材料的制备及其在电化学领域应用的研究是石墨烯材料研究的一个重要领域。

同时，石墨烯的衍生物——纳米级的石墨烯量子点，也以其独特的物理和化学性能，在众多研究领域都表现出了广阔的应用前景，近年来受到了越来越多的关注。石墨烯量子点是一种二维的材料，石墨烯量子点由于明显的量子限制效应和边界效应，其表现出生物低毒性、优异的水溶性、化学惰性、稳定的光致发光、良好的表面修饰，吸引和激发了研究者的巨大研究兴趣，使得石墨烯量子点在光电设备、传感器、生物标记和成像方面备受关注^[7-10]。

近年，硫化镉(cds)、硒化镉(cdse)、硫化锌(zns)和硒化锌(znse)等Ⅱ－Ⅵ族半导体量子点和石墨烯构成的复合材料引起了广泛关注。由于Ⅱ－Ⅵ族半导体量子点完美的光电特性和石墨烯优异的电学特性，复合材料具有突出的光电性质，在光电器件、生物影像和光发射装置等方面具有潜在的应用前景^[11]。cdse纳米粒子是典型的Ⅱ－Ⅵ族导体纳米材料，粒径小于10nm的cdse量子点是一种具有很高非线性折射率的材料，可以用于各种光学器件的制备。

1.2 研究现状

2010年，feng等采用苄硫醇作为偶联剂，通过π-π堆叠相互作用，将尺寸为3nm的cdse纳米粒子和石墨烯纳米片结合，制备了具有良好非线性吸收特性的纳米复合材料^[12]。2013年，ullah等采用水热法制备了cdse-石墨烯纳米复合材料，具有良好的杀菌和光催化性能^[13]。2014年，kai-an tsai等利用cdse/qd-rgo纳米异质结构作为光电池的光电阳极，结果显示，cdse/qd-rgo在光电化细胞中达到了最高的光电流，超过了cdse的5倍，除此之外，还发现其在减水过程中具有很大的稳定性^[14]。2017年，pengwei huo等采用石墨烯量子点修饰的cdse与还原氧化石墨烯复合，通过表征和光催化降解过程，证实了制备所得材料的光催化剂性能的显著提高^[15]。2017年，saeedsajjadi等利用石墨烯量子标记点包覆的cdse纳米催化剂超声催化降解亚甲基蓝，实验结果显示cdse/gqds超声催化剂大幅提高了亚甲基蓝的降解效率，并具有良好的重复使用性^[16]。

1.3 目的及意义

石墨烯量子点(gqds)作为一种新型的量子点，引发了广泛的研究兴趣。由于其显著的量子效应和边缘效应，gqds具有许多新的化学、物理特性。此外，gqds还显示出低细胞毒性，优异的溶解性，化学惰性，稳定的光致发光，更好的表面着色等特性，从而使它们有望在光电子器件，传感器，生物成像等领域得到应用^[17]。另外，半导体纳米材料因展现出量子尺寸效应、介电限域效应或表面效应等一系列显著的纳米效应，使其在光学、电学及光电转换等领域得到了广泛应用。当gqds沉积在半导体纳米材料表面形成gqds/半导体纳米复合材料时，这类材料不仅利用了半导体纳米材料的优点，对光电具有敏感性，而且还利用了gqds的特性，在控制材料的电子传输性、提高材料的光电转换效率、增加半导体的稳定性等方面发挥作用。因此，这种复合材料将在电化学、光电转换器件、光催化、电催化、电池或者电容器等领域拥有非常广阔的应用前景^[18]。

2. 研究的基本内容与方案

2.1 基本内容

石墨烯量子点比表面积大，是非常好的电子接受和传输体，在电化学领域有很好的应用前景。因其良好的生物相容性、化学惰性、光致发光性能和上转化发光性能等，己经在生物成像、光电器件、光催化、生物传感、燃料电池、重金属离子检测等领域展现出了广阔的前景。因此研究以石墨烯量子点为基础的复合材料，是一项具有重要理论价值和潜在应用前景的课题。本课题利用hummers法制备氧化石墨，然后采用水热切割法制备功能化石墨烯量子点样品，最后用不同量的石墨烯量子点与cdse通过溶剂热法合成cdse-石墨烯量子点复合材料。通过各种现代测试手段对cdse-石墨烯量子点复合材料样品进行表征与测试，从而比较不同量石墨烯量子点制得cdse-石墨烯量子点复合材料的性能差异。

完成的主要任务及要求：

3. 研究计划与安排

第1－3周：查阅相关文献资料，明确研究内容，确定方案，完成开题报告。

第4－13周：论文实验。

第14－15周：实验结果分析。

4. 参考文献（12篇以上）

[1]王耀玲,罗雨,陈立宝等.石墨烯材料的研究进展[j]．材料导报,2010(s1)：85-88.

[2]novoselov k,jiang d,schedin f,bootht,khotkevichv,morozov s,etal.two-dimensional atomic crystals[j].proceedings of the national academy ofsciences of the united states of america,2005,102:10451-10453.

[3]bolotin kl,sikes k,jiang z，klima m，fudenberg g，hone j,eta1．ultrahigh electron mobility in suspendedgraphene[j].solid state communications,2008,146:351-355.