煤炭科学技术

作者：穆瑞峰, 王绍清, 赵云刚, 王小令, 沙吉顿, 李慷,

关键词：煤, 煤基石墨烯量子点, 光致发光, 碳纳米技术,

石墨烯量子点（GQDs）显著的量子限域效应和边缘效应已经引起人们极大的研究兴趣。它不仅展现出稳定的光致发光现象，而且具有良好的溶解性和化学惰性等诸多优点，使其广泛应用于生物成像、光催化剂和传感器等领域。受限于传统制备方法原料昂贵和操作繁琐等原因，GQDs的工业发展受到严重阻碍。煤及其衍生物不仅具有价格低廉和储量丰富等优点，而且其内部固有的无序结构和小晶域显示出比石墨、石墨烯、氧化石墨烯和富勒烯等碳材料制备GQDs更大的优势，可以简单地通过物理、化学或电化学方法剥离煤及其衍生物内部的芳香环簇来制备GQDs。本文首先总结了煤基石墨烯量子点（C-GQDs）的“自上而下”合成方法及其优缺点。然后对C-GQDs的结构形态、化学成分、荧光性质及其影响因素进行分析。进而阐述C-GQDs在传感器、生物成像和能源领域等的应用进展。最后从制备方法、碳源选择和研究方向等方面对C-GQDs的未来发展进行探讨，提出以下几点试验方案：①H2O2为氧化剂，热变煤为碳源的试验；②超高有机硫煤为碳源，除硫酸和硝酸氧化法外的其他试验；③煤显微组分为碳源的试验。此外，通过试验得出的基础数据和计算机模拟技术相结合，解决当前研究存在的荧光颜色单一和量子产率较低等问题。从而达到煤炭资源清洁利用和GQDs绿色发展的目的。

来源：2023年第8期

《煤炭科学技术》期刊编辑部

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