石墨烯的二维平面超共轭结构使其具有独一无二的优异性能,在储能、生物、传感等领域都得到了广泛的研究和应用。然而,这种结构特点使石墨烯片层易发生聚集,在很大程度上限制了石墨烯的进一步应用。所以在使用过程中需要对石墨烯进行改性,改性方法可分为共价键改性和非共价键改性。共价键改性主要包括原子/分子掺杂或者与石墨烯上的残留官能团进行化学反应;非共价键改性主要包括范德华力、静电作用、氢键、配位键和π-π叠加作用等。与前者相比,非共价键改性更能保持石墨烯的原始结构,尤其是π-π叠加产生的作用力高于上述其他非共价键改性,所以被广泛应用于石墨烯的改性。本文介绍了我们利用电化学的方法研究石墨烯的相关性质和应用。首先介绍了我们结合石墨烯的结构特点和π-π叠加作用的优势,第一次提出了利用电化学方法来调整以石墨烯为载体的药物的可控释放。我们将表面结构与石墨烯相近的各向异性的石墨电极为工作电极,利用π-π叠加作用将含有大π环结构的药物修饰到石墨电极的表面。利用计时电流法对电极施加一定的电压,通过改变施压电压的大小、时间和电解液的pH对电极表面的药物进行可控释放。考虑到石墨电极的表面面积有限,不足以体现石墨烯比表面积大的优势,所以我们以导电玻璃为基底,金、铝和石墨烯为靶材,用离子束溅射的方法得到一个表面结构均匀的电极,用酸将铝除去便得到我们想要的多孔石墨烯/金电极。将上述电极作为工作电极进行石墨烯载体药物的电化学可控释放的实验。金的加入增加了导电性;多孔结构增大了石墨烯的比表面积。通过测试静电排斥前后电解液的荧光强度,更直接得显示药物释放的效果。其次,我们以玻碳电极为基底,分别用电化学还原和溶液浸泡的方法将石墨烯长到电极表面。扫描电镜测试结果显示前者所产生的石墨烯以直立状态长到电极表面,后者是平铺的状态。不同扫描速率下的循环伏安曲线测试和计算结果表明直立生长的石墨烯电子转移速率比平铺生长的大9倍。电化学发光测试表明直立生长在电极表面的石墨烯更加稳定。因此,直立生长的石墨烯在传感器方面的应用更有优势。