Graphenol defects induced blue emission enhancement in chemically reduced graphene quantum dots

文献情報

出版日 2015-07-31
DOI 10.1039/C5CP03434E
インパクトファクター 3.676
著者

Wenkai Zhang, Yingqiu Liu, Xianrui Meng, Tao Ding, Yuanqing Xu, Hao Xu, Yanrong Ren, Baoying Liu, Jiajia Huang, Jinghe Yang, Xiaomin Fang


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要旨

In this work, few layer graphene quantum dots (GQDs) with a size of 3–5 nm are purposely treated with highly concentrated aqueous NaBH4 solutions to obtain the reduced graphene quantum dots (rGQDs). Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and Raman spectroscopy demonstrate that the number of carbonyl groups decreases but –OH related defects increase during chemical reduction. Green and weak emissions of original GQDs originate from carrier recombination in the disorder-induced localized state (mainly including carbonyl and carboxyl and epoxy groups). As the reduction degree increases, the photoluminescence (PL) quantum efficiency of GQDs increases dramatically from 2.6% to 10.1%. In the meantime, the PL peak position blue shifts rapidly, and full width at half maximum (FWHM) becomes narrower. Thus we can infer that graphenol topological defects (hydroxyl functionalized graphene) are gradually formed during reduction. Besides, graphenol defect related PL features a longer fluorescence lifetime, excitation wavelength dependence but less pH sensitivity.

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掲載誌

Physical Chemistry Chemical Physics

Physical Chemistry Chemical Physics
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自己引用率: 10.3%
年間論文数: 3036

Physical Chemistry Chemical Physics (PCCP) is an international journal co-owned by 19 physical chemistry and physics societies from around the world. This journal publishes original, cutting-edge research in physical chemistry, chemical physics and biophysical chemistry. To be suitable for publication in PCCP, articles must include significant innovation and/or insight into physical chemistry; this is the most important criterion that reviewers and Editors will judge against when evaluating submissions. The journal has a broad scope and welcomes contributions spanning experiment, theory, computation and data science. Topical coverage includes spectroscopy, dynamics, kinetics, statistical mechanics, thermodynamics, electrochemistry, catalysis, surface science, quantum mechanics, quantum computing and machine learning. Interdisciplinary research areas such as polymers and soft matter, materials, nanoscience, energy, surfaces/interfaces, and biophysical chemistry are welcomed if they demonstrate significant innovation and/or insight into physical chemistry. Joined experimental/theoretical studies are particularly appreciated when complementary and based on up-to-date approaches.

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