石墨烯——金属氧化物纳米复合材料的制备及场发射性质研究

采用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)技术，制备性能优良的石墨烯(graphene)材料；在单层石墨烯上利用磁控溅射技术制备石墨烯- - 纳米TiO2复合材料，通过实验参数调节对其复合结构进行优化，从而获得纳米TiO2粒子在石墨烯表面均匀分散的复合材料，具有较高的光电转化效率，较好的电学和光学性质。在此基础上制备石墨烯- - ZnO复合材料,探究材料的场发射性质与实验参数的关系，整理、优化实验参数，制备出高质量的石墨烯- - 金属氧化物复合材料，为石墨烯的工业化提供实验依据。

利用等离子体增强化学气相沉积和化学氧化还原方法制备了少层石墨烯和石墨烯/氧化锌、石墨烯/氧化钛、石墨烯/硫化镉等组成的纳米复合材料，系统研究了材料的结构、场发射、光催化等性质。(i)石墨烯的场发射研究: 一般实验上所获得的石墨烯片平行于衬底，要发挥其薄原子层的场发射优势就必须使其直立于衬底之上。我们在衬底上获得近似垂直于衬底的少层石墨烯(GSs)，并对其进行Ar离子轰击处理，使其尖端由少层石墨烯几乎变成单层石墨烯而变得尖锐，从而大幅度改善了GSs的场发射性质。(ii) 通过溶剂热方法，一步合成了还原氧化石墨烯/硫化镉纳米复合材料。由于硫化镉的均匀分布，所制备的纳米复合具有较好的光电转移性能、较高光催化效率和稳定的再次利用性能。我们这种方法制备的纳米复合材料除了能够有效地应用于光催化领域外，还可以应用于其他光电子材料领域。上述研究结果发表在Mat. Lett.、J. Alloys Compd.、Chem. Phys. Lett.等上，被SCI他引90次。