研究目的
研究不同合成方法对掺锂氧化石墨烯与二氧化锡纳米颗粒复合材料性能的影响,旨在实现白光发射并增强其在光电器件中的适用性。
研究成果
氧化石墨烯与未掺杂或锂掺杂二氧化锡纳米颗粒的复合材料表现出增强的发光性能和近乎白色的发射光,其合成方法会影响结构和光学特性。原位合成法能促进更高的协同效应和发光效果,但对纳米颗粒特性的控制较弱。锂掺杂进一步增强了发光性能并改变了复合材料的特性,显示出其在光电子应用中的潜力。
研究不足
合成路线,尤其是原位方法,对纳米粒子尺寸和形貌的控制有限,导致粒径分布较宽。复合材料中SnO2纳米粒子的低浓度可能影响发光贡献。需要进一步分析以充分理解发光机制并实现纯白光发射。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用两种复合材料合成路线——原位化学合成法(水解与水热法)和异位物理混合法(超声处理)。表征手段包括XRD、HRTEM、EDS、拉曼光谱、XPS和光致发光(PL)分析。
2:样品选择与数据来源:
氧化石墨烯通过改进Hummers法制备。SnO?纳米颗粒(未掺杂及10%锂掺杂)采用液相混合法、水解法及水热法合成。复合材料按GO与纳米颗粒3:1的重量比复合。
3:实验设备与材料清单:
设备包含帕纳科X'Pert Pro Alpha1型XRD、徕卡440型扫描电镜、日本电子JEOL-3000F场发射高分辨透射电镜、HORIBA Jobin-Yvon LabRam Hr800共聚焦显微拉曼系统(配备紫外He-Cd与红色He-Ne激光器),以及Elettra同步辐射光源的XPS设备。材料包括氧化石墨烯、SnO?纳米颗粒及锂前驱体。
4:实验流程与操作步骤:
通过Hummers法制备GO;采用液相混合法、水解法及水热法合成纳米颗粒;复合材料通过纳米颗粒合成过程中原位添加GO或异位物理混合制备。表征技术涵盖XRD、HRTEM、SEM、拉曼光谱、XPS及PL光谱分析。
5:数据分析方法:
XRD数据采用谢乐公式计算晶粒尺寸;拉曼光谱通过Voigt峰形解卷积分析;XPS光谱经Shirley背景扣除后采用Voigt函数解卷积;PL光谱用于分析发射谱带及色坐标参数。
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获取完整内容-
X-Ray Diffraction Instrument
X'Pert Pro Alpha1
Panalytical
Used for structural characterization of samples by X-ray diffraction.
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SEM Microscope
440
Leica
Used for morphological study of the samples.
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HRTEM Electron Microscope
3000F FEG
JEOL
Used for high-resolution transmission electron microscopy to study morphology and structure.
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Confocal Microscope
LabRam Hr800
Horiba Jobin-Yvon
Used for photoluminescence and Raman spectroscopy studies.
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XPS Facility
ESCA beamline
Elettra Synchrotron
Used for X-ray photoelectron spectroscopy to characterize electronic surface properties.
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