功能化石墨烯性能调控及自清洁电化学传感应用

基本信息
批准号:21561011
项目类别:地区科学基金项目
资助金额:45.00
负责人:宋新建
学科分类:
依托单位:湖北民族大学
批准年份:2015
结题年份:2019
起止时间:2016-01-01 - 2019-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:吴德勇,谭小红,郑寅,胡盛,石震,付菊,金晶
关键词:
石墨烯电化学传感功能化点击化学自清洁
结项摘要

Graphene has become a research hotspot since its discovery in 2004. According to the recent progress in graphene functionalization and electrochemical sensing, our studies will focus on the effective functionalization of graphene and utilizing its excellent properties. Such studies include liquid-phase exfoliation, functional modification, electrochemical performance regulation, and self-cleaning electrochemical sensing platform for the sensitive and rapid detection of phenolic environmental pollutants. In this project, we will design and prepare highly efficient reagents, optimize experimental conditions, and develop a new method and technology for the liquid-phase exfoliation of graphene. Consequently, a convenient, efficient, and controllable method for functionalizing graphene will be established based on π-π stacking and thiol-yne click chemistry. We will also systematically study the effects of the structures on the electrochemical sensing and self-cleaning properties of functionalized graphene/TiO2 composites, and elucidate their structure-property relationships. In addition, the electrochemical behavior of phenolic environmental pollutants on the functionalized graphene-based electrode as well as their sensing and signal transfer mechanisms will be thoroughly investigated. A novel method for highly sensitive, highly selective, and rapid detection will further be established. Therefore, it is of great theoretical and practical significance to extend the application of graphene and develop a self-cleaning electrochemical sensing system for phenolic environmental pollutants.

石墨烯自2004年被发现以来一直是备受瞩目的研究热点。为实现对石墨烯的便捷、高效、可控功能化,发挥和调控其优异性能,结合石墨烯功能化方法和电化学传感技术的最新研究进展,拟开展石墨烯的高效液相剥离制备、功能化改性、电化学传感性能调控及自清洁电化学传感平台构筑,用于酚类环境污染物的高灵敏快速检测研究。筛选或设计合成出新型的高效剥离试剂,优化剥离条件,获得石墨烯的高效剥离制备新方法和新技术;基于π-π堆积和巯基-炔点击化学,建立便捷、可控的石墨烯功能化新方法;系统研究功能化石墨烯/TiO2复合材料的结构对其电化学传感性能和自清洁性能的影响规律,并阐明构效关系;深入研究酚类环境污染物在石墨烯基复合材料界面的电化学行为、敏感机理和信号转换机制,建立高灵敏度、高选择性、快速的电化学检测新方法,对于拓展石墨烯的应用范围、研制新型自清洁电化学传感体系,构建高灵敏酚类污染物检测平台具有重要的理论和实践意义。

项目摘要

石墨烯作为一种具有独特的电学、热学、机械性能等特性的二维材料,已经被广泛应用于材料科学和电化学领域。本项目结合石墨烯功能化方法和电化学传感技术的最新研究进展,开展了石墨烯的高效液相剥离制备、功能化改性、电化学传感性能调控及自清洁电化学传感应用研究。合成并筛选出三种液相制备石墨烯的高效剥离助剂,发展了三种简易高效、绿色环保的石墨烯液相剥离新体系;基于π-π堆积和电沉积等策略,提出了石墨烯的功能化方法,可便捷地对石墨烯进行可控功能化;制备出多种石墨烯基电化学传感材料,构建了高灵敏度、高选择性、快速的酚类等物质的电化学检测新方法和自清洁电化学传感体系,并可用于实际样品分析。通过本项目的实施,不仅有利于发挥和调控石墨烯的优异性能、拓展了其应用范围,而且对于研制新型自清洁电化学传感体系、构建高灵敏酚类等物质的电化学检测平台具有较重要的理论价值和实践意义。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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