石墨烯量子點(diǎn)的制備主要分為擴(kuò)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(diǎn)**進(jìn)行檢索，并利用該網(wǎng)站平臺分析功能及EXCEL 等工具，重點(diǎn)分析了石墨烯量子點(diǎn)的制備技術(shù)、創(chuàng)新資源、研發(fā)區(qū)域等內(nèi)容。截至2016 年12 月，共檢索到石墨烯量子點(diǎn)制備技術(shù)**110項(xiàng)（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(diǎn)制備技術(shù)發(fā)展趨勢

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

中國石墨烯量子點(diǎn)制備專術(shù)分析

中國石墨烯量子點(diǎn)制備**技術(shù)其中涉及擴(kuò)大法制備技術(shù)、縮小制備技術(shù)以及制備裝置、提純技術(shù)、性能優(yōu)化技術(shù)等，其中縮小法制備技術(shù)有85 項(xiàng)**，擴(kuò)大法制備技術(shù)21 項(xiàng)**，其余技術(shù)裝備共4 項(xiàng)**（見圖3）。

縮小法制備技術(shù)分析

中國石墨烯量子點(diǎn)縮小法制備技術(shù)涉及水熱法、剝離法、強(qiáng)酸氧化法、溶劑熱法、電化學(xué)法、電子束輻照、臭氧法、氫氣法、氣熱法、磁控濺射技術(shù)、輻照等11 種方法。水熱法是中國石墨烯量子點(diǎn)縮小法制備技術(shù)主要技術(shù)，共有35項(xiàng)**技術(shù)。剝離法是中國石墨烯量子點(diǎn)縮小法制備技術(shù)采用的第二大技術(shù)，有15 項(xiàng)**技術(shù)。強(qiáng)酸氧化法、溶劑熱法、電化學(xué)法等技術(shù)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(shù)、輻照等是中國石墨烯量子點(diǎn)縮小法制備使用的新興技術(shù)（見圖4）。                              

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

擴(kuò)大法制備技術(shù)分析

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

中國石墨烯量子點(diǎn)制備技術(shù)創(chuàng)新資源共59 家機(jī)構(gòu)，其中**擁有量超過2 項(xiàng)的機(jī)構(gòu)情況見圖7。上海大學(xué)領(lǐng)銜中國石墨烯量子點(diǎn)制備技術(shù)，上海交通大學(xué)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(shù)研究所并列第三位。其他創(chuàng)新資源還有南京大學(xué)、桂林理工大學(xué)、中科院蘭州化學(xué)物理研究所、北京科技大學(xué)、吉林大學(xué)深圳粵網(wǎng)節(jié)能技術(shù)服務(wù)有限公司、云南師范大學(xué)等機(jī)構(gòu)。

中國石墨烯量子點(diǎn)制備技術(shù)創(chuàng)新機(jī)構(gòu)主要以高?？蒲性?/span>所為主，共50 家機(jī)構(gòu)，表明中國石墨烯量子點(diǎn)剝離法制備技術(shù)主要處于實(shí)驗(yàn)室階段。

上海大學(xué)石墨烯量子點(diǎn)制備技術(shù)

上海大學(xué)的石墨烯量子點(diǎn)制備技術(shù)涉及了縮小法和擴(kuò)大法制備技術(shù)，其中擴(kuò)大法采用了3 項(xiàng)熱解碳化法技術(shù)和1 項(xiàng)溶液化學(xué)法技術(shù)，縮小法則采用了4 項(xiàng)熱水法技術(shù)和2 項(xiàng)電子束輻照技術(shù)（見圖8）。

上海交通大學(xué)石墨烯量子點(diǎn)制備技術(shù)

上海交通大學(xué)僅研發(fā)了縮小法制備石墨烯量子點(diǎn)的技術(shù)，采用的主要技術(shù)包括4 項(xiàng)水熱法技術(shù)、2 項(xiàng)剝離法技術(shù)和1 項(xiàng)強(qiáng)酸氧化法技術(shù)（見圖9）。

中科院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所石墨烯量子點(diǎn)制備技術(shù)

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

昆明物理研究所石墨烯量子點(diǎn)制備技術(shù)

昆明物理研究所在縮小法及擴(kuò)大法制備石墨烯量子點(diǎn)進(jìn)行了研發(fā)，其擴(kuò)大法參與度技術(shù)為2 項(xiàng)共燃法技術(shù)和1 項(xiàng)熱解碳化法技術(shù)，而縮小法則采用了2 項(xiàng)水熱法技術(shù)、1 項(xiàng)剝離法技術(shù)（見圖11）。

中國石墨烯量子點(diǎn)制備技術(shù)創(chuàng)新地區(qū)分析

圖12  中國量子點(diǎn)制備技術(shù)主要研發(fā)區(qū)域

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

上海石墨烯量子點(diǎn)制備技術(shù)

圖13  上海市石墨烯量子點(diǎn)制備技術(shù)

上海市石墨烯量子點(diǎn)制備技術(shù)主要以縮小法技術(shù)為主，具體開展了11 項(xiàng)水熱法技術(shù)、2 項(xiàng)電子束輻照法技術(shù)、2 項(xiàng)溶劑熱法技術(shù)以及使用超聲、光刻、光輻射等輔助技術(shù)的剝離技術(shù)、電化學(xué)法、氣熱法、強(qiáng)酸氧化法等；其擴(kuò)大法技術(shù)主要有4 項(xiàng)熱解碳化法技術(shù)和3 項(xiàng)溶液化學(xué)法技術(shù)；另外還開展了1 項(xiàng)石墨烯量子點(diǎn)提純技術(shù)（見圖13）。

江蘇省石墨烯量子點(diǎn)制備技術(shù)

江蘇省石墨烯量子點(diǎn)制備技術(shù)主要集中在縮小法技術(shù)方面，具體開展了5 項(xiàng)水熱法技術(shù)、4 項(xiàng)強(qiáng)酸氧化法技術(shù)以及溶劑熱法技術(shù)、利用超聲的剝離技術(shù)等；其擴(kuò)大法技術(shù)只有1 項(xiàng)熱解碳化法技術(shù)；另外還研發(fā)了1 項(xiàng)石墨烯量子點(diǎn)制備

裝置（見圖14）。

石墨烯量子點(diǎn)制備技術(shù)對比分析

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

目前，中國石墨烯量子點(diǎn)制備技術(shù)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(diǎn)縮小法制備主要采取的技術(shù)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(shù)、輻照等是中國石墨烯量子點(diǎn)縮小法制備使用的新興技術(shù)。熱解碳化法是中國石墨烯量子點(diǎn)擴(kuò)大法制備技術(shù)的主要技術(shù)方法。中國石墨烯量子點(diǎn)制備技術(shù)主要創(chuàng)新機(jī)構(gòu)包括上海大學(xué)、上海交通大學(xué)位、昆明物理研究所、中科院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所等，創(chuàng)新能力較強(qiáng)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(diǎn)制備技術(shù)特點(diǎn)及不足，應(yīng)進(jìn)一步突破制備關(guān)鍵技術(shù)，研發(fā)具有層數(shù)形狀可控、生產(chǎn)裝置簡單，制備工藝簡便、產(chǎn)率高、可量產(chǎn)的高質(zhì)量GQDs 制備方法。

來源：

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