贵金属纳米结构在石墨烯表面的可控生长及其在催化和表面增强拉曼检测领域的应用

本项目利用自引发的光接枝光聚合技术，在石墨烯表面接枝聚合物刷，然后利用聚合物刷吸附贵金属前驱体离子，并控制贵金属纳米结构的生长，从而在石墨烯表面获得了具有不同拓扑形貌的贵金属纳米结构。

详细考察了所得氧化石墨烯/贵金属复合材料在催化及SERS领域的应用，相关的研究数据表明该复合材料在上述领域有潜在的应用价值。相应的研究成果已发表SCI论文3篇，申请专利一项。

具体成果如下：

1. 利用自引发的光接枝光聚合技术，在氨基化硅片表面接枝了聚2-乙烯基吡啶刷（P2VP），通过P2VP刷高分子链上的吡啶基团同AuCl4-离子配位，将AuCl4-离子吸附到聚合物刷上。然后利用吡咯作为弱还原剂，制备了刺状的金纳米结构。所得复合材料展示了优良的SERS性能。相应的研究成果发表在RSC Advances, 2017, 7(45): 28024-28028。

2. 利用自引发的光接枝光聚合技术，在氧化石墨烯表面接枝了聚4-乙烯基吡啶刷（P4VP），通过P4VP刷高分子链上的吡啶基团同AuCl4-离子配位，将AuCl4-离子吸附到聚合物刷上。通过吡咯的气相还原，在氧化石墨烯表面获得了管状的Au-PPy复合材料。该材料展示了优良的催化性能，循环使用5次后，目标产物的转化率依然高于90%。通过吡咯的溶液还原，在氧化石墨烯表面获得了大面积的花状金纳米结构，该结构展示了较强的拉曼增强能力，相应的增强因子EF达到了6.65 × 10^5。相应的研究成果发表在Chemistry-A European Journal, 2017, 23(69): 17549-17555。

3. 利用自引发的光接枝光聚合技术，在氧化石墨烯表面接枝了聚丙烯酸刷，然后吸附Ag+或[Ag（NH3）2]+离子。考察了在不同催化剂例如强催化剂硼氢化钠（NaBH4）和弱还原剂抗坏血酸（AA）条件下，银纳米结构在聚丙烯酸刷表面的生成情况。其中花状的银纳米结构显示了较强的SERS性能，SERS增强因子EF达到10^7数量级，检测极限达到10^-10M。相应的研究成果发表在Nanotechnology, 2018, 29(11): 115503。

本项目利用自引发的光接枝光聚合技术,在石墨烯表面接枝聚合物刷,然后利用聚合物刷吸附贵金属前驱体离子,并控制贵金属纳米结构的生长,从而在石墨烯表面获得了具有不同拓扑形貌的贵金属纳米结构。详细考察了所得氧化石墨烯/贵金属复合材料在催化及SERS领域的应用,相关的研究数据表明该复合材料在上述领域有潜在的应用价值,相应的研究的成果已发表SCI论文3篇,申请专利一项。具体成果如下：（1）利用自引发的光接枝光聚合技术,在氨基化硅片表面接枝了聚2-乙烯基吡啶刷（P2VP）,通过P2VP刷高分子链上的吡啶基团同AuCl4-离子配位,将AuCl4-离子吸附到聚合物刷上,然后利用吡咯作为弱还原剂,制备了刺状的金纳米结构,所得复合材料展示了优良的SERS性能,相应的研究成果发表在RSC Advances, 2017, 7（45）：28024-28028（2）利用自引发的光接枝光聚合技术,在氧化石墨烯表面接枝了聚4-乙烯基吡啶刷（P4VP）,通过P4VP刷高分子链上的吡啶基团同AuCl4-离子配位,将AuCl4-离子吸附到聚合物刷上。通过吡咯的气相还原,在氧化石墨烯表面获得了管状的Au-PPy复合材料,该材料展示了优良的催化性能,循环使用5次后,目标产物的转化率依然高于90%;通过吡咯的溶液还原,在氧化石墨烯表面获得了大面积的花状金纳米结构,该结构展示了较强的拉曼增强能力,相应的增强因子EF达到了6.65 × 105。相应的研究成果发表在Chemistry-A European Journal, 2017, 23（69）：17549-17555.（3）利用自引发的光接枝光聚合技术,在氧化石墨烯表面接枝了聚丙烯酸刷,然后吸附Ag+或[Ag（NH3）2]+离子,考察了在不同催化剂例如强催化剂硼氢化钠（NaBH4）和弱还原剂抗坏血酸（AA）条件下,银纳米结构在聚丙烯酸刷表面的生成情况,其中花状的银纳米结构显示了较强的SERS性能,SERS增强因子EF达到107数量级,检测极限达到10-10M,相应的研究成果发表在 Nanotechnology, 2018,29（11）： 115503.