通过“点击化学”对石墨烯和氧化石墨烯进行功能化改性

点击化学具有操作简单方便、灵活高效等特点,在石墨烯的功能化改性上具有极其重要的应用.本工作针对点击化学对石墨烯和氧化石墨烯功能化改性方面进行了综述.将石墨烯点击功能化改性方法分为两种情况:共价键结合的点击功能化改性和非共价键作用的点击功能化改性,其中共价键结合又可细分为边缘点击功能化改性和表面点击功能化改性.首先,本工作对石墨烯点击功能化改性的反应过程和反应条件及其研究方法作了详细的归类和系统的总结.一方面,在石墨烯点击功能化改性的分类上包括:氧化石墨烯边缘点击,氧化石墨烯表面点击,石墨烯表面点击,石墨烯表面经过Diels-Alder[4+2]的点击反应,以及通过非共价键作用的π-π堆积之后的点击反应;另一方面,在点击反应的合成路线上,详细列出了对石墨烯或者氧化石墨烯进行炔基化或者叠氮基化以及功能化分子进行相应地叠氮基化或者炔基化的连接方法和反应条件,通过点击反应将两部分连接起来,并指出石墨烯功能化复合物的功能特性和应用前景.对这部分工作进行列表总结,然后作图列出石墨烯和氧化石墨烯的点击功能化反应的具体分类和反应过程.另外,本工作列表总结了IR,Raman,UV,1H NMR,13C NMR,XPS,XRD,AFM,TEM,SEM,CV,TGA等对石墨烯和氧化石墨烯进行表征的常用方法,指出了常见的出峰位置以及表征结果和测试目的,并作了简要的分析和说明.最后,对点击化学在石墨烯和氧化石墨烯上的功能化应用作出了总结和展望.     

石墨烯和氧化石墨烯的表面功能化改性

石墨烯和氧化石墨烯由于特殊的电子、光学、力学性能已成为当今科学研究的热点.重点综述了近年来石墨烯和氧化石墨烯的表面功能化改性研究进展.首先介绍了石墨烯、氧化石墨烯的基本结构与性质.然后将表面功能化分为非共价键结合改性、共价键结合改性和元素掺杂改性.非共价键结合的功能化改性分为四类：π-π键相互作用、氢键作用、离子键作用以及静电作用.共价键结合的功能化改性分为四类：碳骨架功能化、羟基功能化、羧基功能化和环氧基功能化.元素掺杂改性分为N、B、P等不同元素的掺杂功能化.总结了石墨烯、氧化石墨烯基体与改性分子的相互作用和反应类型,以及改性产物的性能与应用.最后对石墨烯和氧化石墨烯在表面功能化改性方面的发展前景作了展望和预测.     

石墨烯衍生物的合成及应用

石墨烯是继富勒烯、碳纳米管之后碳纳米材料研究领域涌现出来的又一颗崭亮新星。表面功能化处理是石墨烯强化其优异的本征性能和赋予其他新颖功能的主要技术途径。近年来,研究者相继开发了一系列石墨烯改性与功能化的技术方法,制备得到了多种结构特异、组成丰富和性能独特的石墨烯衍生物。本文基于该领域研究的最新进展,从石墨烯化学的角度出发,综述了石墨烯主要衍生物的制备方法以及应用途径,其中主要包括石墨烯的加氢与氟化、有机功能化、聚合物对石墨烯的共价与非共价修饰、石墨烯衍生物在生物医药研究领域的应用等,并对目前相关研究领域的发展趋势进行了总结和展望。     

二维高分子的制备、组装及其高效电化学应用

二维高分子是通过共价键连接的在二维平面内具有周期性排列结构的分子片,因其具备质轻、柔性、可调结构和高适应性等优点近年来受到了国内外研究学者的广泛关注.可控制备二维高分子对于研究二维高分子的结构与性能关系、合成特定功能化改性的二维高分子具有重要的意义.本文以本课题组的研究工作为出发点首先围绕一种天然二维高分子材料(石墨烯...     

石墨烯的功能化及其相关应用

石墨烯是2004年才被发现的一种新型二维平面纳米材料,其特殊的单原子层结构决定了它具有丰富而新奇的物理性质．过去几年中,石墨烯已经成为了备受瞩目的国际前沿和热点．在石墨烯的研究和应用中,为了充分发挥其优良性质,并改善其成型加工性（如分散性和溶解性等）,必须对石墨烯进行功能化,研究人员也在这方面开展了积极而有效的工作．但是,关于石墨烯的功能化方面的研究还处在探索阶段,对各种功能化的方法和效果还缺乏系统的认识．如何根据实际需求对石墨烯进行预期和可控的功能化是我们所面临的机遇和挑战．本文重点阐述了石墨烯的共价键和非共价键功能化领域的最新进展,并对功能化石墨烯的应用作了介绍,最后对相关领域的发展趋势作了展望．     

新型材料石墨烯组装研究进展

石墨烯是近几年研究的一种具有二维平面结构的热门材料,它具有单电子结构,有很多特殊的物理和化学的性质。关于石墨烯的制备,功能化及应用方面的研究已经成为当前的前沿和热点课题。关于石墨烯组装的研究目前还没有制备方面成熟。主要介绍了几种石墨烯组装的方法并对其进行了展望,包括有机小分子组装,共聚组装,LB技术组装,非共价键组装。组装后的石墨烯具有了一些新的性质和功能,溶解性得到了极大的改善。     

石墨烯的制备、功能化及在化学中的应用

石墨烯是最近发现的一种具有二维平面结构的碳纳米材料, 它的特殊单原子层结构使其具有许多独特的物理化学性质. 有关石墨烯的基础和应用研究已成为当前的前沿和热点课题之一. 本文仅就目前石墨烯的制备方法、功能化方法以及在化学领域中的应用作一综述, 重点阐述石墨烯应用于化学修饰电极、化学电源、催化剂和药物载体以及气体传感器等方面的研究进展, 并对石墨烯在相关领域的应用前景作了展望.     

石墨烯的制备、功能化及在化学中的应用

石墨烯是最近发现的一种具有二维平面结构的碳纳米材料, 它的特殊单原子层结构使其具有许多独特的物理化学性质. 有关石墨烯的基础和应用研究已成为当前的前沿和热点课题之一. 本文仅就目前石墨烯的制备方法、功能化方法以及在化学领域中的应用作一综述, 重点阐述石墨烯应用于化学修饰电极、化学电源、催化剂和药物载体以及气体传感器等方面的研究进展, 并对石墨烯在相关领域的应用前景作了展望.     

石墨烯的制备、功能化及在化学中的应用

石墨烯是最近发现的一种具有二维平面结构的碳纳米材料, 它的特殊单原子层结构使其具有许多独特的物理化学性质. 有关石墨烯的基础和应用研究已成为当前的前沿和热点课题之一. 本文仅就目前石墨烯的制备方法、功能化方法以及在化学领域中的应用作一综述, 重点阐述石墨烯应用于化学修饰电极、化学电源、催化剂和药物载体以及气体传感器等方面的研究进展, 并对石墨烯在相关领域的应用前景作了展望.     

石墨烯的制备、功能化及在化学中的应用

石墨烯是最近发现的一种具有二维平面结构的碳纳米材料, 它的特殊单原子层结构使其具有许多独特的物理化学性质. 有关石墨烯的基础和应用研究已成为当前的前沿和热点课题之一. 本文仅就目前石墨烯的制备方法、功能化方法以及在化学领域中的应用作一综述, 重点阐述石墨烯应用于化学修饰电极、化学电源、催化剂和药物载体以及气体传感器等方面的研究进展, 并对石墨烯在相关领域的应用前景作了展望.     

石墨烯在分析科学中的应用新进展

石墨烯因其独特的物理、化学性质在理论和应用研究上引起广泛关注,在电化学、分析化学及生命分析化学等领域具有很好的应用前景。本文简要介绍了石墨烯的制备和功能化修饰,并概述了近年来石墨烯和氧化石墨烯等材料在样品前处理、传感器、荧光分析及质谱分析等方面的应用进展。     

层间共价增强石墨烯材料的构筑、性能与应用

大批量石墨烯可控制备技术的逐渐成熟为实现其宏观组装和应用提供了基础。在众多的组装策略中,调节石墨烯层间的界面相互作用可以直接影响组装体的力学、电学、热学以及渗透等性质,具有重要的意义。石墨烯片层间以共价键连接的层间共价石墨烯材料以其可调的层间距、较强的层间作用力、丰富的功能化、以及可能的原子构型重排等特性,受到了广泛的关注和深入的研究。相比于其他非共价的键合手段,共价连接是一种更为牢固的枢纽。本文中我们将总结讨论层间共价石墨烯材料的构筑方法、性能以及应用。在构筑方法中,依据石墨烯本身的制备方法分为氧化还原法以及化学气相沉积法,而在氧化还原法中,以其宏观材料的形貌分为纸状和纤维状来讨论。接着,我们重点介绍了层间共价对其力学和电学性能的影响,并概述了此类宏观组装体材料的应用。层间共价石墨烯材料继承了石墨烯自身优异的特性,同时也具有宏观组装所赋予的性能,有望在多个领域得到广泛的应用。     

Efficient side-chain modification of dextran via base-catalyzed epoxide ring-opening and thiol-ene click chemistry in aqueous media

In this study, a novel approach by combining base-catalyzed epoxide ring-opening and thiol-ene click chemistry is presented for the side-chain modification of dextran. The vinyl-modified dextran is prepared by a basic epoxide ring opening reaction of allyl glycidyl ether in 0.1 mol/L NaOH, followed by thiol-addition click reaction of three model sulfhydryl compounds using water-soluble Irgacure 2959 as the photoinitiator, leading to side-chain functionalized dextran modified with carboxyl, bidentate dicarboxyl or amino groups. This is the first example of combining epoxide ring-opening and thiol- ene click chemistry for side-chain modification of dextran in aqueous media. Importantly, it may also be extended as a convenient and efficient method for the side-chain modification of other polysaccharides.     

The chemical modification of liposome surfaces via a copper-mediated [3 + 2] azide-alkyne cycloaddition monitored by a colorimetric assay

A generic method for the efficient in-situ modification of liposomes is described based on "click" chemistry, and a simple colorimetric assay is developed for monitoring the reaction.     

氮、 硼掺杂石墨烯活性位点及其在氧化反应中作用的研究进展

随着绿色化学的逐渐推广,碳材料作为最有前途的绿色无金属催化剂而备受关注。通过对石墨烯引入杂原子进行化学掺杂是目前最常用于改良碳材料催化活性的有效方法。从结构上看,掺杂石墨烯内特定活性物种在催化过程中起到活性位点的作用,且催化剂的催化活性随活性位点含量增加而增强。且其内部活性位点含量可通过改变制备方法中制备条件实现调控,这有助于开发具有高催化活性的掺杂石墨烯催化剂。本文综述了氮掺杂石墨烯和硼掺杂石墨烯内可作为活性位点的官能团,提出制备方法对活性位点含量的影响,并讨论了内部活性位点在氧化反应中的作用。最后对未来研究方向提出了建议和展望,为开发更高效掺杂石墨烯催化剂提供了思路。     

Post-synthetic ‘Click’ Synthesis of RAFT Polymers with Pendant Self-immolative Triazoles

Self-immolative linkers offer efficient mechanisms for deprotecting ‘caged’ functional groups in response to specific stimuli. Herein we describe a convenient ‘click’ chemistry method for introducing pendant self-immolative linkers to a polymer backbone through post-polymerization modification. The introduced triazole rings serve both to anchor the stimuli-cleavable trigger groups to the polymer backbone, while also forming a functional part of the self-immolation cascade. We investigate the polymerization kinetics, post-synthetic modification, and self-immolation mechanism of a model polymer system, and discuss avenues for future studies on poly-pendant self-immolative triazoles as a modular, stimuli-responsive macromolecule platform.     

巯基-烯点击化学

点击化学自2001年由Sharpless提出后,由于其高效、可靠、高选择性的特点迅速成为药物和高分子材料合成的新方法。随着对点击化学研究的深入,其反应类型在不断增多,应用范围也在不断扩大。自由基或亲核试剂引发的巯基-烯反应作为其中一种新型的点击反应具有点击化学的所有特性。本文从点击化学的概念、特征和类型出发,重点介绍了巯基-烯反应的机理和在合成功能聚合物、制备拓扑结构高分子、表面修饰以及生物药物等方面的应用,并对巯基-烯反应的最新研究成果进行综述,最后展望了巯基-烯的点击化学的发展前景。     

Graphene/graphene oxide and their derivatives in the separation/isolation and preconcentration of protein species: A review

The distinctive/unique electrical, chemical and optical properties make graphene/graphene oxide-based materials popular in the field of analytical chemistry. Its large surface offers excellent capacity to anchor target analyte, making it an powerful sorbent in the adsorption and preconcentration of trace level analyte of interest in the field of sample preparation. The large delocalized π-electron system of graphene framework provides strong affinity to species containing aromatic rings, such as proteins, and the abundant active sites on its surface offers the chance to modulate adsorption tendency towards specific protein via functional modification/decoration. This review provides an overview of the current research on graphene/graphene oxide-based materials as attractive and powerful adsorption media in the separation/isolation and preconcentration of protein species from biological sample matrixes. These practices are aiming at providing protein sample of high purity for further investigations and applications, or to achieve certain extent of enrichment prior to quantitative assay. In addition, the challenges and future perspectives in the related research fields have been discussed.     

Functional Graphene by Thiol‐ene Click Chemistry

Thiol‐ene click reaction was successfully employed for chemical modification of graphene oxide (GO) by one‐step synthesis. Herein, 2,2‐azobis(2‐methylpropionitrile) (AIBN) was used as thermal catalyst and cysteamine hydrochloride (HS?(CH₂)₂?NH₂HCl) was used as thiol‐containing compound, which is incorporated to GO surface upon reaction with the C=C bonds. The hydrochloride acts as protecting group for the amine, which is finally eliminated by adding sodium hydroxide. The modified GO contains both S‐ and N‐containing groups (NS‐GO). We found that NS‐GO sheets form good dispersion in water, ethanol, and ethylene glycol. These graphene dispersions can be processed into functionalized graphene film. Besides, it was demonstrated that NS‐GO was proved to be an excellent host matrix for platinum nanoparticles. The developed method paves a new way for graphene modification and its functional nanocomposites.     

硫醇-烯/炔点击化学合成功能聚合物材料

点击化学具有反应条件温和、产率高、速率快、产物容易分离以及高度选择性等优点,成为国内外研究的热点之一。硫醇-烯/炔光化学反应作为新型高效的点击反应近年来备受关注,通过这种方法制备高性能及功能性聚合物材料也是新材料领域的前沿研究内容。本文综述了近年来硫醇-烯/炔点击化学在功能聚合物材料合成中的研究成果,详细介绍了硫醇-烯/炔点击化学的特点、优势及其反应机理,重点归纳了利用硫醇-烯/炔点击化学合成线型、超支化、交联等分子结构的功能聚合物材料的研究进展,并对由这种方法合成功能聚合物的单体特点、反应路线及产物应用进行了阐述,最后对硫醇-烯/炔点击化学的进一步应用前景做了展望。