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本博士学位论文以石墨烯、碳纳米管、介孔碳以及表面活性物质为基本材料,通过自组装、掺杂等步骤,首先制备了石墨烯-碳纳米管、石墨烯-苯胺、聚二烯丙基二甲基氯化铵(PDDA)-介孔碳等复合材料,然后在其表面负载过渡金属纳米材料,进而制得了新型过渡金属/碳纳米复合材料。并对所制备的材料进行了系统的分析与表征,研究了这些材料被用于催化、电化学传感器的可能性。具体工作内容如下：1.采用原位自组装法制备了三明治层状堆叠结构的氧化石墨烯(Gr)-碳纳米管(CNTs)复合材料,然后利用乙二醇的一步还原法,将Pt纳米粒子负载于Gr/CNTs复合物表面,制得了Pt/Gr-CNTs复合材料。利用扫描电子显微镜(SEM)、X-射线粉末衍射仪(XRD)等手段对Pt/Gr-CNTs进行了系统的表征。进一步研究证明Pt/Gr-CNTs复合材料在中性介质中对甲醇氧化具有高的催化活性。2.在成功合成了具有夹心结构的Pt/Gr/CNTs复合材料基础上,发展了一种基于该复合材料的电化学传感器,建立了测定热敏纸纸样中双酚A含量的分析方法。以循环伏安法(CV)和微分脉冲伏安法(DPV)为主建立的双酚A分析方法,可在6.0x10-8到8.0×10-5mol/L的浓度范围内进行测定,检测限为4.2×10-8mol/L(S/N=3)。3.发展了一种基于有机和水相界面相转移的方法,通过电荷转移自组装技术制备了Gr/苯胺(ANI)纳米复合材料；同时以Gr-ANI为原材料,利用原位电聚合法制备了Gr/-聚苯胺(PANI)纳米复合材料；进而将金属钯负载在Gr/pANI基底上用于制作电化学传感的新材料。用可见-紫外光谱法(UV-VIS)、透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)等手段表征了制备的复合材料。然后利用对苯二酚和邻苯二酚作为探针分子对Pd/Gr-PANI复合材料修饰电极的电催化活性进行了研究。结果表明,该材料对两种探针分子具有良好的电催化作用,可用于对苯二酚和邻苯二酚同分异构体的同时测定。4.通过原位自组装技术制备了三明治结构的Gr-CNTs纳米复合物,然后将其作为填料制备了导电性好的Gr-CNTs/聚酰亚胺(PI)混合膜。并在此基础上制备了更高导电性的、表面银化的Ag-Gr-CNTs/PI柔性复合膜。所制备的材料性质表明了其有望被应用于太阳能电池以及生物传感器等领域。5.对介孔碳(MC)进行功能化修饰,然后利用水热反应法将类石墨烯材料MOS2负载于MC表面,制得了MoS2/PDDA-MC复合材料、并将其应用于电化学传感研究。以该复合材料制得的修饰电极对L-半胱氨酸(L-Cys)具有良好的电催化能力,可望用于催化析氢、含硫有机小分子的检测。