基于石墨烯量子点超分子凝胶的制备及应用

基本信息
批准号:21603016
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:20.00
负责人:晏妮
学科分类:
依托单位:长安大学
批准年份:2016
结题年份:2019
起止时间:2017-01-01 - 2019-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:宋家乐,王凤燕,张瑞,吕子龙,汪洁,程德金
关键词:
自组装超分子凝胶化学合成石墨烯量子点
结项摘要

Graphene-based supramolecular gels have been widely used in the fields of drug delivery, catalysis, sensors, energy storage, and optoelectronics due to their special three dimensional structure and inherent properties. How to enhance the self-assembly of garphene materials and fabricate the graphene-based supramolecular gels with better properties is a focus of current carben research topic. In this project, we try to combine the advantages of graphene materials with the special optical properties of quantum dots to fabricate graphene quantum dots (GQDs) supramolecular gels through supramolecular interactions, and explore their unique physical and chemical properties and their potential applications. The GQDs with tunable size and reactive functional groups will be prepared using “bottom-up” and “bottom-down” methods. Then, the moieties with self-assembly properties will be introduced into GQDs. Through carefully controlling the π-π interaction between graphene quantum dots and supramolecular interaction between the functional moieties, the three dimensional networks will be finely achieved. Followed by the supramolecular-gel construction, the utillizaion of multi-functional gels in the field of optical and eletronic devices, battery and energy storage will be demonstrated. We do believe that the investigation of functionalization of GQDs as well as understanding the mechanism of self-assembly and gel formation will expand the research field and lay a solid foundation for the application of multi-functional graphene materilas.

由于独特的三维网络结构及性质,石墨烯凝胶在诸多领域都表现出极大的应用潜力。如何提高石墨烯自组装性能、制备性能更为优异的石墨烯凝胶是当前石墨烯领域的一个研究热点。本项目提出将兼具石墨烯和量子点特性的石墨烯量子点通过自组装形成超分子凝胶,探索其物理化学性质和应用。具体拟通过“自下而上”和“自上而下”两种方式制备尺寸可控、含反应性基团的石墨烯量子点,经由表面修饰引入具有超分子自组装性能的片段,借以调控石墨烯量子点之间,以及与溶剂之间的超分子作用,实现石墨烯量子点的高效三维组装,得到在光电器件和电池等领域具有重要应用的高性能超分子凝胶材料。相信深入研究与石墨烯量子点功能化、分子尺度的自组装和凝胶性能相关的科学问题必将有助于拓展石墨烯凝胶材料的研究内容,为该类材料的高性能化和实用化做出贡献。

项目摘要

石墨烯量子点及多环芳烃衍生物因其特殊的光电特性而备受关注。本项目立足石墨烯量子点及多环芳烃衍生的设计制备、组装、性能及应用研究。通过“自下而上”和“自上而下”两种方式制备了一系列石墨烯量子点及多环芳烃衍生物,研究表明,不同的功能化修饰实现了其光电性质的调控,并实现了三维自组装,得到了相应的超分子凝胶体系。后续的研究进一步实现了此类材料在传感、电子器件中的应用。本项目的成功实施不仅极大地促进了石墨烯量子点及多环芳烃衍生物及其超分子凝胶的发展,而且进一步拓展了其在传感、电子器件中的应用,并为后续的实际应用奠定了坚实的基础。在本项目的支持下,共发表论文7篇,申请发明专利2项。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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