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由于石墨烯具有特殊的结构和性能,显示其在催化、传感器、储能等领域扮演重要的角色,从而在实际的生活中,人们对石墨烯的需求变得越来越大。虽然目前已经报道了许多关于制备石墨烯的技术,但是仍然存在成本或质量上的很多问题,例如化学气相沉积法成本较高,氧化还原法存在产生大量的污染物。因此实现一种绿色、经济、大批量地制备高质量的石墨烯的方法是当今石墨烯应用的关键。 本文工作主要分为下面三个部分: 1.选择操作简单、污染小和成本低的无机盐作为电解质溶液,通过研究在不同无机盐电解质溶液中对电化学剥离制备石墨烯的影响,筛选得到在NaF、NaNO2、Na2SO4、Li2SO4、K2SO4和(NH4)2SO4这6种对无机盐作为电解质溶液,通过电化学剥离得到的石墨烯产率高达90%以上,厚度小于5层,尺寸大于1μm,且制备过程中无副产物产生。并且,我们通过在反应过程中加入自由捕捉剂,可以达到降低所得到的石墨烯中氧的含量、提高纯度(即碳的含量)的目的。 2.基于电化学气相剥离的方法得到一种硫的含量为1.02%的硫掺杂石墨烯(S-Gr),通过静电作用与3,3,5,5-四甲基联苯胺(TMB)结合,修饰在电极表面得到一种快速制备、高选择性检测Ag+的电化学传感器。获得的传感器能够在其它干扰的金属离子存在下实现对Ag+的电化学检测,其检测限为2.15μM。因此,该传感器不仅解决TMB作为光谱探针在检测Ag+时不具有选择性的问题,而且电化学方法具有便携和小型化的优势,将在未来实际环境中检测重金属离子有着重要的意义。 3.设计一种基于电化学方法得到一种表面功能化修饰的具有亲水性、低毒性且纳米尺度的新型石墨烯量子点材料。本工作不仅解决了一般石墨烯材料自身存在一定的生物毒性的问题,而且通过其表面功能化修饰后发生的量子限域效应和边界效应,使得石墨烯具有可调节的能带间隙而发出稳定的荧光信号。此外,获得的石墨烯量子点能够在不同的波长下激发,发射出多种颜色的荧光,这对其在生物成像以及医学领域将有着很好的应用前景。