石墨烯功能化修飾及其電化學(xué)應(yīng)用.pdf

1、石墨烯(Graphene)是由單層碳原子組成二維納米片層結(jié)構(gòu)。自2004年發(fā)現(xiàn)以來(lái)，由于其導(dǎo)電性好、比表面積大、化學(xué)穩(wěn)定性及力學(xué)性能好等優(yōu)點(diǎn)，導(dǎo)致石墨烯在光電子、催化、功能復(fù)合材料等眾多領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用前景。與其它碳材料一樣，石墨烯在溶劑中的分散性差。高的比表面積使得石墨烯片層容易發(fā)生不可逆的多層堆積。原始的石墨烯由于缺少帶隙導(dǎo)致所制備的場(chǎng)致晶體管的性能下降。因此，對(duì)原始石墨烯的化學(xué)修飾是非常有意義的一項(xiàng)研究工作。石墨烯經(jīng)化學(xué)修飾在其表

2、面引入小分子基團(tuán)或聚合物后，可以提高在溶劑中的分散性，避免或阻止多層堆積并賦予石墨烯新的功能。本論文主要開(kāi)展以下兩個(gè)方面研究：
　　(1)采用可逆加成-斷裂鏈轉(zhuǎn)移終止(RAFT)聚合反應(yīng)合成了端基帶疊氮基團(tuán)的聚乙烯基吡咯烷酮(PVP-N3)聚合物，對(duì)聚合物進(jìn)行了結(jié)構(gòu)表征。
　　(2)合成PVP共價(jià)鍵修飾的氧化石墨烯。首先通過(guò)氧化石墨烯表面環(huán)氧基團(tuán)與丙炔胺的反應(yīng)，將炔基引入到氧化石墨烯表面。然后利用 PVP端基的疊氮基團(tuán)與氧化

3、石墨烯表面炔基之間的click反應(yīng)，將PVP接枝到氧化石墨烯表面，制備PVP功能化氧化石墨烯(PGO)。采用FTIR、拉曼光譜、XPS及TG對(duì)PGO的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。
　　(3)合成石墨烯/Au納米粒子雜化材料及其電化學(xué)傳感半胱氨酸。以氯金酸為前驅(qū)體，PGO為模板，硼氫化鈉為還原劑，制備石墨烯/Au納米粒子雜化材料。用石墨烯/Au雜化納米材料修飾玻碳電極(GCE)，構(gòu)筑L-半胱氨酸電化學(xué)傳感器。采用循環(huán)伏安法和計(jì)時(shí)安培法研究了半胱