发光聚乙烯酒精/石墨烯量子点纳米复合材料薄膜的纳米结构特征

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 聚合物科学 聚合物科学
• 纳米技术纳米技术

背景情况:

• 聚合物纳米复合材料提供了增强的性能.
• 石墨烯量子点 (GQD) 是一个有前途的纳米材料.
• 了解结构属性关系对于材料设计至关重要.

研究的目的:

• 制造和表征聚乙醇 (PVA) /石墨烯量子点 (GQDs) 纳米复合膜.
• 调查GQD结合对结构性,热性,形态性和光发光特性的影响.
• 为了将薄膜形态与光发光反应相关联.

主要方法:

• 制造PVA/GQD纳米复合材料薄膜. 制造PVA/GQD纳米复合材料薄膜.
• 用于结晶性分析的X射线衍射 (XRD).
• 福利埃变换红外光谱 (FT-IR) 用于化学结合.
• 对热性质进行差异热分析 (DTA).
• 原子力显微镜 (AFM) 用于表面形态学.
• 超声波力显微镜 (UFM) 和摩擦力显微镜 (FFM) 用于纳米级表面特征.

主要成果:

• 结合GQD并没有显著改变PVA结晶性,但诱导了岛屿形成,这表明GQD充当核化剂.
• 观察到表面孔隙具有改变的刚性和摩擦.
• 光发光 (PL) 光谱取决于GQD度和膜形态.
• FT-IR显示了GQD相关的波段在~1650cm-1的GQD负载>1.2%wt,与较低能量的PL转移相关.
• 在~2% GQD重量时,扩展的聚合物形成,硬度和摩擦降低,导致PL信号降低.

结论:

• GQD度和由此产生的薄膜形态显著影响PVA/GQD纳米复合材料的光发光特性.
• GQDs可以作为核化剂,改变表面形态和机械性能.
• 该研究提供了关于为潜在应用量身定制基于PVA的纳米复合材料的光学和机械特性的见解.