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李峰教授课题组在激光诱导石墨烯研究方面取得重要进展

时间:2019-07-16 来源:化学与药学院

近日,青岛农业大学化学与药学院泰山学者李峰教授课题组在激光诱导石墨烯领域取得重要进展,研究成果“Direct-Laser-Writing of Metal Sulfide-Graphene Nanocomposite Photoelectrode toward Sensitive Photoelectrochemical Sensing”在Advanced Functional Materials(SCI一区期刊,影响因子15.621)上发表(Advanced Functional Materials, 2019, 1904000)。青岛农业大学青年教师葛磊为第一作者,研究生洪卿为第二作者,李峰为通讯作者。

激光诱导石墨烯(LIG)可在常温、常压、无需任何催化剂及模板的条件下将固态热塑性聚合物一步转化为具有高导电性、大比表面积的三维多孔石墨烯,其简单、低成本的特性引起了科研工作者的广泛关注,成为制备石墨烯复合材料及杂原子掺杂石墨烯、调控三维多孔石墨烯形貌及表面化学性质的新技术。因此,LIG技术已被广泛应用于超级电容器、电催化、电化学传感等热门研究领域。然而,LIG技术在光催化及光致电化学传感领域的研究面临诸多难题,至今仍未见报道。

针对上述挑战,课题组葛磊教授在多年从事激光诱导石墨烯研究的基础上,创造性地利用聚醚砜膜作为硫源和碳源,发展了金属硫化物-三维多孔石墨烯复合光电极的原位、同步激光诱导制备新技术,对金属硫化物的形成机理进行了详细探讨。研究发现,金属离子在聚醚砜膜内的掺杂可引发硫元素的碳热还原反应,产生的硫离子与金属离子结合形成金属硫化物。由于碳热反应与石墨化的同步效应,得到的金属硫化物具有高分散度、窄粒径分布和高结晶度等突出优势。金属硫化物与石墨烯之间的光电协同效应,提高了复合光电极的光电响应速度与光电流强度,并有效抑制了金属硫化物的光腐蚀,提高了光电极的稳定性。

激光诱导金属硫化物-石墨烯复合光电极制备示意图

近年来,李峰教授课题组致力于生化分析及生物传感新方法及新材料研究,在均相光电生物传感研究方面取得了特色鲜明的研究成果,在分析化学领域国际权威期刊Analytical Chemistry上发表相关论文16篇,研究成果受到广泛关注(详见课题组链接http://hxyyxy.qau.edu.cn/channel/lifeng)。

以上研究工作得到国家自然科学基金、山东省自然科学基金、泰山学者工程专项建设经费、青岛农业大学高层次人才基金等项目的资助。

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