近年来，碳材料在工业和研究界扮演着重要的角色，发挥着巨大的作用。

石墨烯，一种由碳六元环组成的、单原子层厚度的新型二维碳材料，具有优异的导电性、良好的导热性以及超高的比表面积等特点，在许多领域得到较好的应用。

然而，单一组分的石墨烯材料存在一定的局限性，在电化学领域，作为导电材料的石墨烯电化学活性较弱，且容易发生团聚，影响了对目标物分析的灵敏度;在色谱分离领域，作为萃取材料的石墨烯非特异性吸附强，造成对同一类目标物分析的选择性差。

因此，通过科学合理的方法对石墨烯进行掺杂修饰，实现石墨烯复合材料的多功能化，对于改善石墨烯的性质并拓展其应用领域起着关键作用。

本项目以二维石墨烯材料为主体，通过研究各种掺杂修饰方法，实现石墨烯复合材料的功能调控，重点探索石墨烯复合材料在电催化、非酶电化学传感、电致化学发光以及萃取分离中的应用。

在国家自然科学基金（21175112和21305050）的支持下，本项目取得一系列富有创新性的成果，在国内外重要学术期刊上发表19篇论文，其中JCR一区和二区共15篇。

主要发现点包括：

1. 利用石墨烯大π-π共轭体系对钯纳米粒子（PdNPs）独特的稳定作用，根据原电池中自发氧化还原的原理，首次将PdNPs自发还原于氧化型石墨烯（GO）表面，得到对甲酸和乙醇具有高电催化活性的PdNPs/GO复合材料，并据此构建高灵敏的双氧水无酶电化学传感平台。相关论文被大量引用，其中发表于2011年的J. Am. Chem. Soc. 2011， 133， 3693他引284次，为ESI 2004-2013的髙引论文（ESI-Top 1%），被Chem. Rev. 2014， 114， 5117、Chem. Soc. Rev. 2013， 42， 3088等知名杂志大篇幅收录。

2、首次利用乙醇的弱还原作用，通过简单、绿色的一锅法在GO表面生长三维铂纳米花（PtNFs），揭示了PtNFs在GO表面的原位生长机制，利用PtNFs/GO构建稳定的草酸和葡萄糖电化学无酶传感器，研究成果被他引52次。

3、利用GO表面的丰富的羧基和二（2，2’-联吡啶）（5-氨基-1，10-邻菲咯啉）合钌（II）（Ru（II）-NH2）的氨基缩合形成酰胺键，将发光试剂Ru（II）-NH2固定在电极表面，构建高灵敏的二丁基乙醇胺电致化学发光传感器。

4、分别以石墨烯和聚吡咯/石墨烯为固相微萃取涂层，以六种菊酯类农药和酚类化合物为目标物，建立高萃取容量和萃取效率的固相微萃取系统，实现对菊酯类农药和酚类化合物的高效分离，研究论文受到广泛关注，被国际权威期刊引用159次。

本项目整合了材料化学、电化学、色谱分离等相关领域的技术手段，研究所取得的成果，受到国际同行专家的高度评价和广泛引用，19篇相关论文被SCI他引近1100次。这些成果是石墨烯材料研究的重要进展，有效促进了石墨烯材料在各个领域的应用。