石墨烯的性能優(yōu)異,在電子器件、導熱材料和復合材料等領域有潛在的應用價值[1~6] 因此,近年來關于石墨烯材料的研究受到了高度重視 但是,石墨烯是零帶隙半導體[6~8],沒有發(fā)光特性 氧化石墨烯(Graphite oxide,GO)是石墨烯重要的衍生物之一,是規(guī)模化生產石墨烯的原料 GO和石墨烯的結構差異很大,GO內部有羥基、羧基和環(huán)氧基等大量氧化官能團 氧化官能團破壞了石墨烯片層的 π 共軛體系,使其電學性質和光學性質發(fā)生了巨大變化,由導電（石墨烯）變?yōu)榻^緣(GO)[9~12]并具有光催化活性[13~15] 特別是sp2C/sp3C的交替分布打開了石墨烯的帶隙,使其具有發(fā)光性能 GO發(fā)光分布在可見光和近紅外波段,可用于生物檢測[16,17]和熒光標記[18] 目前對氧化石墨烯光學性質的研究剛剛展開,對其能帶結構的認識和發(fā)光機理的理解還很不深入 本文根據光致發(fā)光光譜、變溫發(fā)光光譜和吸收光譜,研究GO的發(fā)光機制和不同激發(fā)波長與變溫條件下的發(fā)光光譜,以揭示不同局域態(tài)的發(fā)光行為 1 實驗方法1.1 實驗用材料和儀器 天然鱗片石墨(325目)；微孔濾膜(醋酸纖維酯,直徑50 mm,孔徑0.22 μm) inVia型發(fā)光光譜儀(PL)；Lambda900型紫外-可見吸收光譜儀(UV-Vis) 1.2 氧化石墨烯的制備 用改進的Hummers法[19],將天然鱗片石墨通過超聲輔助液相氧化法制備氧化石墨烯（GO） 用真空抽濾法制備GO薄膜,改變過濾GO溶液的量或濃度,調節(jié)薄膜的厚度 分別在488 nm、514 nm和830 nm激發(fā)條件下測試GO薄膜的熒光光譜 在514 nm和830 nm激發(fā)條件下研究GO薄膜的原位變溫發(fā)光 2 結果和討論2.1 氧化石墨的吸收特性 圖1a給出了GO的紫外-可見吸收光譜 可以看出,吸收譜有227 nm和300 nm兩個峰,分別來自于C=C鍵的π-π*電子躍遷和C=O鍵的n-π*電子躍遷[20,21] 在吸收光譜上沒有發(fā)現清晰可辨的吸收邊,表明GO內分布著很多局域態(tài)[22] 在強吸收區(qū)α≥104 cm-1范圍(Tauc region),吸收系數與光學帶隙之間滿足Tauc方程 (αE)1/2=B(E-Eopt) (1) 其中B為常數,與材料性質有關[23]；E為光子能量；Eopt為光學帶隙[24~26],擬合可得到GO的Eo