功能化石墨烯负载金纳米粒子制备及其电学性能探究.pdf

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1、中国科技论文在线http://www.paper.edu.cn功能化石墨烯负载金纳米粒子制备及其电学性能探究**李雅丽，周秋兰，徐伟箭5（湖南大学化学化工学院）摘要：通过“巯基-烯点击”化学反应合成了巯基功能化的石墨烯，然后经过简单的非共价静电作用方法是采用固定化（AuNPs）对功能化的石墨烯片表面。这种方法是利用半胱胺两端分别具有连接活性氨基和巯基。首先，在偶氮二异丁腈作为引发剂下将半胱胺通过石墨烯10上的C=C键反应到石墨烯表面。然后，在酸性条件下均匀的、单分散的金纳米粒子通过静电相互作用被固定在石

2、墨烯表面。所得到的功能化的石墨烯/金纳米粒子复合材料通过循环伏安法（CV）证明具有优异的电化学性能。关键词：石墨烯；液相剥离；巯基烯点击化学；金纳米颗粒；电化学中图分类号：O611.415Preparationofnon-covalentmodifiedgraphenebasednanoparticlesanditsapplicationsinelectrochemistryLIYali,ZHOUQiulan,XUWeijian(CollegeofChemistryandChemicalEngineer

3、ing，HunanUniversity,Changsha,410082)20Abstract:Functionalizedgraphenewassynthesizedviathiol-clickreactions,andthenasimpleelectrostaticinteractionapproachwasadoptedtoimmobilize(AuNPs)onthesurfaceoffunctionalizedgraphenesheets.Thisapproachistousecyteaminel

4、inkerwithreactiveamineandthiolfunctionalgroupsateachend.Firstly,cysteaminehydrochloride(HS-(CH2)2-NH2•HCl)wasincorporatedontothesurfaceofgraphenereactedwiththeC=Cbondsbyusing2,2-azobis(2-methylpropionitrile)(AIBN)25asthermalcatalyst.Then,uniformandmonodi

5、spersedAuNPswereanchoredonfunctionalizedgraphenesurfacethroughelectrostaticinteractionunderacidicconditions.Theobtainedfunctionalizedgraphene/AuNPscompositesexhibitedexcellentelectrochemicalpropertiesinvestigatedbycyclicvoltammetry(CV).Keywords:Graphene;

6、Liquidphaseexfoliation;“Thiol-eneclick”chemistry;AuNPs;30Electrochemistry0引言近年来，石墨烯由于非凡的优越性能，特别是在电学领域吸引了研究人员极大的兴趣。35但石墨烯由于π-π堆叠和范德华力相互作用，片层之间彼此没有很好的分离，就会造成凝聚。[1]同时，也会存在溶解性差和低反应性这些缺点，限制了石墨烯的发展。而采用共价或非共价功能方法改性石墨烯，既保留了石墨烯本身优异特性，又能提高石墨烯的应用潜力，而“巯基-烯点击”作为改性石墨烯

7、方面初始阶段，值得被关注，该反应目前较多用于聚合物和碳材料中，由于它们在反应过程中不需要催化剂，反应条件简单，能有[2]40效控制反应，且可以直接攻击的碳材料和聚合物的表面，已有报道关于采用巯基-烯或巯[3-8][5]基-炔点击反应对石墨烯衍生物的化学功能化。例如，Yu等人就通过“巯基-烯点击”反应将多面体低聚物倍半硅氧烷(POSS)修饰到还原氧化石墨烯表面上。所得的复合物能作者简介：李雅丽(1990-)，女，硕士研究生，功能化纳米材料通信联系人：徐伟箭(1959-)，男，教授、博导，高分子材料.E-m

8、ail:weijxu@hnu.edu.cn-1-中国科技论文在线http://www.paper.edu.cn很好地分散在聚合物中，此外，热性能和机械性能也显着提高。然而，相比于石墨烯衍生物和其他碳材料，对于用巯基-烯点击反应来功能化少缺陷的[9,10]45原始石墨烯装饰的成功的报道很少。其原因可能是因为随着带有巯基基团的分子巯基尺[6]寸的增大，导致巯基基团的反应性下降。因此，“巯基-烯点击”反应不会产生在以-HS终端的分子和石墨烯之间产