摘要: 近年来，随着纳米技术的发展与应用，由碳构成的纳米材料，如石墨烯(GP)、碳量子点(CQDs)和碳纳米管等，制备原料及方法不断创新，展现了良好的应用前景。将零维的碳量子点引入二维的石墨烯材料，有望增强石墨烯界面电子的传输速率和表面电化学活性，... 展开 近年来，随着纳米技术的发展与应用，由碳构成的纳米材料，如石墨烯(GP)、碳量子点(CQDs)和碳纳米管等，制备原料及方法不断创新，展现了良好的应用前景。将零维的碳量子点引入二维的石墨烯材料，有望增强石墨烯界面电子的传输速率和表面电化学活性，对于构建高效灵敏的电化学传感材料具有重要的意义。本论文以焦粉为碳源，合成水溶性碳量子点，再以石墨烯为载体，负载碳量子点，制备石墨烯-碳量子点(G-CQDs)复合材料，并分别探讨碳量子点和石墨烯-碳量子点复合材料的电化学性能，从而获得性能优良的功能化石墨烯-碳量子点复合材料。具体研究内容如下: (1)以焦粉为原料，水热回流法制备了碳量子点，通过荧光量子产率确定最优制备条件。研究结果表明，当回流温度为100℃、反应时间为8h、混合酸（浓硫酸和浓硝酸）体积为16mL、pH=9时，所制得的碳量子点荧光量子产率最高可达34.27％。 (2)以石墨烯作为导电骨架，负载碳量子点，合成了石墨烯-碳量子点复合材料;采用循环伏安法(CV)测定阴、阳极峰值电势差|△Ep|确定最优复合条件。研究表明，当mGP∶mCQDs=50∶1、热处理温度为150℃、时间为60min时，所合成的石墨烯-碳量子点复合材料的电化学活性最高，其|△Ep|值约为584mV。作为锂离子电池负极材料使用时，经过近500次充放电，复合材料的电池容量保持率比纯石墨烯电池提高了约166.7％。 (3)以石墨烯-碳量子点复合材料作为电化学传感器，通过尿酸、抗坏血酸和双氧水等小分子的检测，研究了石墨烯-碳量子点复合材料电化学性能。结果表明，石墨烯-碳量子点复合材料电极对尿酸检测的线性范围为1-150μmol/L，最低检测限约为0.011μmol/L，灵敏度约为2319.4μA/(mmol/L·cm2);对抗坏血酸检测的线性范围为800-9000μmol/L，最低检测限约为31.579μmol/L，灵敏度约为53.1μA/(mmol/L·cm2);对双氧水检测的线性范围是1-180mmol/L，最低检测限约为0.213mmol/L，灵敏度约为25μA/(mmol/L·cm2)。 收起