功能化石墨烯上金属纳米颗粒的可控组装及其电化学应用

通过金属纳米结构在石墨烯上均匀、高密度、多样性的可控组装，制备具有特定结构和性能的石墨烯/金属纳米结构杂化材料，并将其应用于电化学及电分析化学领域的研究。将多种可通过外界条件改变自身组成、结构和性质变化的材料引入到石墨烯片层上，通过改变外界条件实现金属纳米结构在功能化石墨烯上的可控组装。项目研究中拟合成可通过光协助发生顺-反异构变化的偶氮苯类分子修饰的石墨烯材料，可进行阴离子调变的离子液体功能化石墨烯材料，基于苯、萘、蒽、芘分子的一系列派生物的石墨烯复合材料，将这些功能化的石墨烯复合材料通过光照、阴离子交换、活性位点的改变等方法实现金属纳米结构的可控组装。而后将上述材料修饰到电极表面，研究石墨烯/金属纳米杂化材料在电化学领域的应用，探索纳米结构的引入对石墨烯性质影响的机理，改善石墨烯材料的电子导电性、电催化生物兼容性等多个方面的性质。

项目研究中合成了离子液体功能化石墨烯材料，基于芘分子及其派生物的石墨烯复合材料，不同基团的分子（六亚甲基四胺、聚丙烯胺、二氧化锡等）修饰的石墨烯材料，通过阴离子交换、功能团改变以及电化学方法等手段实现金属纳米结构在石墨烯上的可控组装。金属纳米结构在石墨烯上均匀、高密度、多样性的可控组装，得到了具有特定结构和性能的石墨烯/金属纳米结构杂化材料。而后将上述材料修饰到电极表面，研究石墨烯/金属纳米杂化材料在电化学领域的应用。研制了基于石墨烯的多种电化学传感器，包括葡萄糖、DNA、甲酸、甲醇、双氧水等传感器，进一步探索纳米结构的引入对石墨烯性质和电催化效果影响的机理。