石墨烯量子點的制備主要分為擴大法和縮小法（也稱“自下而上”和“自上而下”法），如圖1 所示。

對中國**局網(wǎng)站中的石墨烯量子點**進行檢索，并利用該網(wǎng)站平臺分析功能及EXCEL 等工具，重點分析了石墨烯量子點的制備技術、創(chuàng)新資源、研發(fā)區(qū)域等內容。截至2016 年12 月，共檢索到石墨烯量子點制備技術**110項（因**公開時限限制，2016 年數(shù)據(jù)僅供參考）。

中國石墨烯量子點制備技術發(fā)展趨勢

隨著石墨烯技術的不斷突破，中國石墨烯量子點技術也逐漸發(fā)展起來，目前，中國石墨烯量子點**技術總體呈現(xiàn)上升趨勢（見圖2）。中國石墨烯量子點**技術始于2009 年，該技術是通過裁剪石墨烯方法得到石墨烯量子點。

中國石墨烯量子點制備專術分析

中國石墨烯量子點制備**技術其中涉及擴大法制備技術、縮小制備技術以及制備裝置、提純技術、性能優(yōu)化技術等，其中縮小法制備技術有85 項**，擴大法制備技術21 項**，其余技術裝備共4 項**（見圖3）。

縮小法制備技術分析

中國石墨烯量子點縮小法制備技術涉及水熱法、剝離法、強酸氧化法、溶劑熱法、電化學法、電子束輻照、臭氧法、氫氣法、氣熱法、磁控濺射技術、輻照等11 種方法。水熱法是中國石墨烯量子點縮小法制備技術主要技術，共有35項**技術。剝離法是中國石墨烯量子點縮小法制備技術采用的第二大技術，有15 項**技術。強酸氧化法、溶劑熱法、電化學法等技術也有一定的發(fā)展，電子束輻照、臭氧法、氫氣法、氣熱法、磁控濺射技術、輻照等是中國石墨烯量子點縮小法制備使用的新興技術（見圖4）。                              

在剝離法制備石墨烯量子點技術中，主要通過化學輔助方法進行，另外還采用了超聲技術、光刻技術以及綜合利用超聲與輻照技術（見圖5）。 

擴大法制備技術分析

中國石墨烯量子點擴大法制備技術涉及富勒烯法、共燃法、熱解碳化法、溶液化學法等4 種方法，其中以熱解碳化法技術為主，其**數(shù)量占擴大法**數(shù)量的比例超過60%；溶液化學法有5 項**技術，共燃法有2 項**技術，富勒烯法僅有1 項**技術（見圖6）。

中國石墨烯量子點制備技術創(chuàng)新資源共59 家機構，其中**擁有量超過2 項的機構情況見圖7。上海大學領銜中國石墨烯量子點制備技術，上海交通大學位居第二位，昆明物理研究所、中科院上海微系統(tǒng)與信息技術研究所并列第三位。其他創(chuàng)新資源還有南京大學、桂林理工大學、中科院蘭州化學物理研究所、北京科技大學、吉林大學深圳粵網(wǎng)節(jié)能技術服務有限公司、云南師范大學等機構。

中國石墨烯量子點制備技術創(chuàng)新機構主要以高?？蒲性?/span>所為主，共50 家機構，表明中國石墨烯量子點剝離法制備技術主要處于實驗室階段。

上海大學石墨烯量子點制備技術

上海大學的石墨烯量子點制備技術涉及了縮小法和擴大法制備技術，其中擴大法采用了3 項熱解碳化法技術和1 項溶液化學法技術，縮小法則采用了4 項熱水法技術和2 項電子束輻照技術（見圖8）。

上海交通大學石墨烯量子點制備技術

上海交通大學僅研發(fā)了縮小法制備石墨烯量子點的技術，采用的主要技術包括4 項水熱法技術、2 項剝離法技術和1 項強酸氧化法技術（見圖9）。

中科院上海微系統(tǒng)與信息技術研究所石墨烯量子點制備技術

中科院上海微系統(tǒng)與信息技術研究所研發(fā)了縮小法、擴大法制備石墨烯量子點的技術以及提純技術，其中擴大法采用了2 項溶液化學法技術和1 項熱解碳化法技術，縮小法則分別采用了氣熱法和溶劑熱法各1 項技術（見圖10）。

昆明物理研究所石墨烯量子點制備技術

昆明物理研究所在縮小法及擴大法制備石墨烯量子點進行了研發(fā)，其擴大法參與度技術為2 項共燃法技術和1 項熱解碳化法技術，而縮小法則采用了2 項水熱法技術、1 項剝離法技術（見圖11）。

中國石墨烯量子點制備技術創(chuàng)新地區(qū)分析

圖12  中國量子點制備技術主要研發(fā)區(qū)域

中國石墨烯量子點制備**技術主要研發(fā)區(qū)域涉及國內20 個省市以及美國、印度等國家，其中上海市以28 項石墨烯量子點制備**技術位居**位，江蘇省、云南省則分別以13 項**、9 項**位居第二、第三位（見圖12）。

上海石墨烯量子點制備技術

圖13  上海市石墨烯量子點制備技術

上海市石墨烯量子點制備技術主要以縮小法技術為主，具體開展了11 項水熱法技術、2 項電子束輻照法技術、2 項溶劑熱法技術以及使用超聲、光刻、光輻射等輔助技術的剝離技術、電化學法、氣熱法、強酸氧化法等；其擴大法技術主要有4 項熱解碳化法技術和3 項溶液化學法技術；另外還開展了1 項石墨烯量子點提純技術（見圖13）。

江蘇省石墨烯量子點制備技術

江蘇省石墨烯量子點制備技術主要集中在縮小法技術方面，具體開展了5 項水熱法技術、4 項強酸氧化法技術以及溶劑熱法技術、利用超聲的剝離技術等；其擴大法技術只有1 項熱解碳化法技術；另外還研發(fā)了1 項石墨烯量子點制備

裝置（見圖14）。

石墨烯量子點制備技術對比分析

石墨烯量子點縮小法制備技術具備原料易得、生產工藝簡單、適于規(guī)?；苽涞葍?yōu)點，但存在控制難、產率低、產品尺寸不穩(wěn)的等缺點；擴大法制備過程可控性強，但相對操作繁瑣，且產品提純困難等不足（見表1）。

目前，中國石墨烯量子點制備技術總體呈現(xiàn)上升發(fā)展趨勢，主要制備方法以縮小法為主。中國石墨烯量子點縮小法制備主要采取的技術是水熱法和剝離法，電子束輻照、臭氧法、氫氣法、氣熱法、磁控濺射技術、輻照等是中國石墨烯量子點縮小法制備使用的新興技術。熱解碳化法是中國石墨烯量子點擴大法制備技術的主要技術方法。中國石墨烯量子點制備技術主要創(chuàng)新機構包括上海大學、上海交通大學位、昆明物理研究所、中科院上海微系統(tǒng)與信息技術研究所等，創(chuàng)新能力較強的區(qū)域主要有上海市、江蘇省、云南省等省市。

鑒于石墨烯量子點制備技術特點及不足，應進一步突破制備關鍵技術，研發(fā)具有層數(shù)形狀可控、生產裝置簡單，制備工藝簡便、產率高、可量產的高質量GQDs 制備方法。

來源：

劉振宇 劉 瑾，青島市科學技術信息研究院，石墨烯量子點制備技術及創(chuàng)新資源現(xiàn)狀，中國科技信息