固体润滑国家重点实验室（LSL）知识库

本论文的研究内容主要围绕氟化石墨烯纳米材料的制备、尺度调控及其光、电学性能展开工作，发展了多种制备氟化石墨烯以及氟化石墨烯量子点的方法，实现了氟化石墨烯及其量子点在化学组分、微观结构以及形貌尺寸上的可控制备。采用多种元素分析与结构表征技术对得到样品的化学组成、形貌结构以及反应机理进行了分析与研究，并利用光、电学测试手段考察了化学组成与微观结构上的变化对其电学以及发光性能的影响。主要研究内容如下：

1. 利用溶剂的表面能、极性与氟化石墨烯表面能的关系，在超声辅助下以商业化的氟化石墨为原料、采用廉价的N-甲基吡咯烷酮为插层试剂，剥离制备得到了单层和少层的氟化石墨烯。实验表明改变超声时间可实现氟化石墨烯中氟含量的有效调控，并较为系统地考察了氟含量对于氟化石墨烯的物理化学性能(如亲疏水性、热稳定性、电化学性能)的影响；研究了氟化石墨烯在有机溶剂中的分散性，并建立了可能的分散机制。

2. 以氧化石墨烯和氟化氢溶液为原料，通过紫外光照的方法制备得到了含有少量氧和较高氟含量的氟化石墨烯，对制备的氟化石墨烯的结构和化学官能团进行了系统地研究，根据对氧化石墨烯电子结构和带隙的分析，提出氧化石墨烯诱导的光催化反应机理。

3. 利用氧化石墨烯容易制备以及良好的成膜性质，发展了以氟化石墨作为氟化试剂、氧化石墨烯作为碳源来制备氟和氧共掺杂的石墨烯薄膜的方法。通过调整反应的温度实现了对石墨烯掺杂量的调控，评价了石墨烯掺杂量和结构上的变化对于石墨烯电学性能的影响，研究发现氟氧共掺杂的石墨烯具有更加优异的电学性能。

4. 设计了利用亲核取代反应来制备氟和氧共掺杂的石墨烯的方法，使用氢氧化钠与氢氧化钾的混合碱来处理剥离制备的氟化石墨烯，得到了羟基修饰的氟化石墨烯。通过改变反应物的反应比例，研究了氟化石墨烯到羟基修饰的石墨烯在转变过程中微观结构、化学组分以及发光行为的变化，结合多种表征手段以及理论计算分析了其发光行为变化的原因，并提出了化学修饰引起的石墨烯微观结构的变化对其发光行为的影响可能远大于化学修饰本身的发光理论。

5. 以剥离制备的氟化石墨烯为原料，通过改进的超声酸处理和水热的过程，实现了不同氟含量、不同尺寸的氟化石墨烯量子点的可控制备，研究表明氟化石墨烯中氟的含量对于其制备的量子点的尺寸具有显著影响。考察了制备的氟化石墨烯量子点在不同的酸碱环境以及不同激发波长下的发光行为，并对得到的量子点的发光机制和耐酸碱原理进行了初步研究和讨论。

6. 通过使用乙二胺改性商业化的氟化石墨、在N-甲基吡咯烷酮中剥离制备得到了氟化石墨烯，再经过混合酸超声处理与水热的过程制备得到了尺寸均一、具有可调氟含量的氟化石墨烯量子点，并考察了其发光行为。