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石墨烯是一种由碳原子以sp2杂化方式键合形成的具有二维蜂窝状晶体结构的单原子层晶体,是目前世界上最薄的二维纳米材料。石墨烯独特的晶体结构使其具有优异的物理、化学性能,因此,石墨烯迅速成为国内外的研究热点。氧化石墨烯(GO)作为石墨烯的衍生物,不仅具有石墨烯的特殊结构和优异性质,而且在GO碳原子骨架的平面和边缘含有大量的含氧官能团,这些含氧官能团的存在可作为许多化学反应的活性点,因此给GO表面功能化带来了很多机会。利用这些含氧官能团在GO表面功能化聚合物、功能有机小分子或纳米粒子,使其形成具有一定功能的GO纳米杂化材料,对于丰富和开拓GO的功能和应用具有重要的意义。本论文选择GO作为平台,利用共价和非共价两种不同的功能化方法将温度响应性配位聚合物功能化到GO表面,再利用聚合物中8-羟基喹啉配体与金属、金属纳米粒子以及半导体量子点的配位作用,形成以GO为载体的荧光杂化材料,并应用于荧光检测和催化方面,具体研究内容如下:1.以聚乙二醇单甲醚甲基丙烯酸酯(OEGMA)和MQ为单体,利用RAFT聚合方法在GO表面原位聚合生成了共聚物刷P(OEGMA-co-MQ)。在共聚物刷-GO杂化材料基础上,利用共聚物刷中的8-羟基喹啉配体作为保护剂,在共聚物刷功能化的GO表面通过碱还原法还原Au3+原位生成了金纳米微粒(Au NPs)。Au NPs-聚合物刷-GO杂化材料在475 nm处呈现微弱的蓝光发射;同时该杂化材料在对硝基苯酚还原实验中表现出优异的催化性能,GO对Au NPs的催化具有协同效应。2.以N,N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM),5-(2-甲基丙烯酰乙氧基甲基)-8-羟基喹啉(MQ)和甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)为单体,利用可逆加成-断裂链转移(RAFT)聚合方法在GO表面原位聚合生成了温度响应性嵌段聚合物PNIPAM-b-P(GMA-co-MQ)。利用嵌段聚合物链中的8-羟基喹啉基团与Al3+发生的配位作用,生成具有绿光发射的8-羟基喹啉铝-嵌段共聚物-GO荧光杂化材料。该荧光材料可实现对芳香族爆炸物-三硝基苯酚(TNP)的选择性检测。在水溶液中,TNP通过电荷转移过程使荧光杂化材料的绿光发射发生淬灭,其检测线可达到2.38 nM。此外,由于聚合物链中PNIPAM链随温度发生的构象变化使该荧光杂化材料具有温度响应性。3.通过GO与端基带有芘官能团的热敏性嵌段共聚物PNIPAM-b-P(OEGMA-co-MQ)之间非共价的π-π作用,制备了嵌段共聚物刷功能化的GO纳米复合材料。以NIPAM、OEGMA、MQ为单体和芘功能化的链转移剂为RAFT试剂,利用RAFT聚合方法制备了端基带有芘官能团的嵌段共聚物PNIPAM-b-P(OEGMA-co-MQ)。聚合物中含有的8-羟基喹啉配体可与氨基包覆的硫化锌纳米粒子(ZnS-NH2 NPs)发生配位作用,形成的荧光杂化材料能够实现对芳香族爆炸物-三硝基甲苯(TNT)的选择性检测。TNT能够通过荧光共振能量转移过程逐渐淬灭该荧光杂化材料的绿光发射,其检测限可达4.4 nM。此外,由于聚合物刷上PNIPAM链的构象可以随温度变化,ZnS-NH2 NPs-嵌段共聚物-GO纳米荧光杂化材料还表现出了温敏特性。4.利用酰胺化作用将氨基修饰的β-环糊精功能化到羧基化的GO表面,形成β-环糊精-GO纳米杂化材料。利用酯化作用将偶氮苯基团修饰到RAFT试剂的端基位置,并利用这种端基带有偶氮苯基团的RAFT试剂,通过RAFT聚合方法制备端基带有偶氮苯基团的两亲性嵌段聚合物PNIPAM-b-P(St-co-MQ)。最后利用聚合物链中的偶氮苯基团与GO表面的β-环糊精之间的主-客体识别作用以及聚合物中8-羟基喹啉基团的配位作用,将嵌段聚合物和CdSe/ZnS量子点(QDs)同时功能化到GO表面,形成具有双通道发射的QDs-嵌段共聚物-GO荧光杂化材料。我们对合成的荧光杂化材料的结构和光学性质进行了初步研究,研究结果表明,嵌段共聚物和QDs成功地功能化到了 GO表面,形成的新型荧光化材料具有双通道发光特性,且其荧光强度可通过温度可逆调控。其他表征该工作仍在进行中。