碳納米雜化材料的電學(xué)性質(zhì)研究.pdf

1、本文的主要研究工作是圍繞著石墨烯和單壁碳管構(gòu)筑新型的納米雜化材料，并探討了新型納米雜化材料的電學(xué)與電化學(xué)性質(zhì)。制備了β-CD/石墨烯雜化材料，ds-DNA/SWNT導(dǎo)電聚合物復(fù)合結(jié)構(gòu)，對所得材料進(jìn)行了深入的結(jié)構(gòu)表征，研究其結(jié)構(gòu)與電學(xué)性質(zhì)的關(guān)系，探討了這些新材料在導(dǎo)電柔性電極、太陽能電池與生物傳感器等方面的應(yīng)用前景。另外，通過搭建crossed-wire tunnel iunction和STM breakjunction實(shí)驗(yàn)平臺對OPE系

2、列有機(jī)分子導(dǎo)線進(jìn)行電學(xué)表征，為進(jìn)一步開展分子電子學(xué)的研究打下了基礎(chǔ)。
　　 主要工作如下：
　　 1.制備了β-CD非共價(jià)修飾石墨烯片，并研究多巴胺(DA)在該復(fù)合結(jié)構(gòu)修飾電極上的電化學(xué)響應(yīng)。與裸玻碳電極和純石墨烯修飾的玻碳電極相比，β-CD/石墨烯復(fù)合結(jié)構(gòu)修飾電極可以得到更低的檢測下限，具有更寬的線性檢測區(qū)，而且電極反應(yīng)更加可逆穩(wěn)定。同時，復(fù)合物修飾電極也顯示出在大量抗壞血酸存在下精確測量多巴胺的能力。
　　

3、2.制備了β-CD共價(jià)修飾石墨烯納米復(fù)合結(jié)構(gòu)，對比研究其與β-CD非共價(jià)修飾石墨烯，以及純石墨等材料在修飾電極過程中電學(xué)性質(zhì)的差異，探討了提高石墨烯雜化材料電化學(xué)響應(yīng)的機(jī)理。研究發(fā)現(xiàn)，石墨烯氧化還原過程中產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)上的缺陷為DA的氧化提供較多的活性點(diǎn)，而β-CD在石墨烯體系中的摻雜使石墨烯層間距變大，有效比表面積變大，從而改善復(fù)合結(jié)構(gòu)的催化性能。然而，共價(jià)修飾的β-CD因?yàn)檎紦?jù)了石墨烯缺陷位置反而降低了石墨烯的催化能力。
　　

4、3.制備了雙鏈DNA非共價(jià)修飾單壁碳納米管復(fù)合結(jié)構(gòu)，并研究了其在自摻雜苯胺原位聚合過程中的催化性。發(fā)現(xiàn)雙鏈DNA功能化的單壁碳管不僅可以加速聚合過程的發(fā)生，將硼摻雜的苯胺原位聚合速度提高4500倍以上，而且由于雙鏈DNA具有可以在中性條件下催化聚合反應(yīng)發(fā)生的特性，拓寬了反應(yīng)條件區(qū)間。生成的網(wǎng)絡(luò)狀復(fù)合結(jié)構(gòu)克服了管壁間接觸電阻，具有高導(dǎo)電性能，在制備柔性電學(xué)器件以及生物領(lǐng)域具有應(yīng)用潛力。
　　 4.我們成功地完成了crossed-w