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本论文的主要研究工作是围绕着石墨烯的配位共价功能化与纳米颗粒自组装来构筑新型纳米杂化材料,并探讨了新型的纳米杂化材料的性质。制备了以磁性石墨烯为载体通过配位共价作用负载贵金属钯,对所得的杂化材料进行了详细的结构表征,并研究其结构与催化性质的关系,探索了这新新型纳米材料在染料降解与比色传感器方面的应用前景。另外,通过希夫碱反应制备了两个酰腙类有机小分子荧光材料,由于其特定配位点使铝离子能被绑定,表现出良好的光学性质,因此能有效的识别铝离子,为进一步开展配位共价修饰材料在环境的应用研究打下了基础。主要研究内容有如下几个方面:1.用配位共价键合的方法将两种不同的功能性纳米颗粒钯(Pd)纳米颗粒和四氧化三铁(Fe3O4)纳米颗粒通过聚乙烯亚胺(PEI)自组装到氧化石墨烯(GO)的表面。首先通过聚乙烯亚胺(PEI)和3,4-二羟基苯甲醛(DIB)化学键合修饰GO,然后通过化学自组装构筑和原位还原法分别将Fe3O4颗粒和Pd纳米颗粒催化剂负载到GO的表面,获得了Pd/Fe3O4-PEI-RGO纳米杂化复合物。由于四氧化三铁纳米颗粒具有超顺磁性,该杂化材料可以通过外加磁场轻松的回收,实现循环利用。因此,该材料保持了石墨烯的大比表面积结构及较好分散性,提高了聚乙烯亚胺功能化的石墨烯表面钯纳米颗粒和四氧化三铁颗粒的分散性,解决了贵重金属催化剂在催化过程中容易团聚、稳定性差以及难以分离和回收等缺陷。2.Pd/Fe3O4-PEI-RGO纳米杂化材料在水溶液中对亚甲基蓝、甲基橙及罗丹明B等有机染料具有较好的催化降解效果。研究发现催化剂投加量和NaBH4的初始浓度对Pd/Fe3O4-PEI-RGO纳米杂化材料的催化降解活性均具有很大的影响。实验结果表明在最佳反应条件下通过对比Pd/Fe3O4-PEI-RGO纳米杂化材料对亚甲基蓝、甲基橙及罗丹明B的催化活性,得出该催化剂对这三种染料的降解效果为MB>MO>LB。更为重要的是再利用Fe3O4纳米颗粒的超顺磁性,并通过外加磁场从反应混和液中高效分离回收催化剂,实行多次循环使用。3.利用Pd/Fe3O4-PEI-RGO纳米杂化材料的过氧化物酶活性的催化作用,能高灵敏度和高选择性的快速检测H2O2,并对H2O2检测具有宽的线性检测区,其线性范围是0-160μM,线性回归方程式为A=0.01228+0.0181C H2O2(μM),检测限是0.1μM。4.设计合成了以2-乙酰-3-甲基吡嗪和2-乙酰苯并吡啶分别与烟酸酰肼和苯甲酰肼反应为母体骨架的酰腙类衍生物。1-(2-吡嗪基-3-甲基)-乙酮-(烟酸酰基)-腙希夫碱配体(HAMPNH)和1-(2-苯并吡啶基)-乙酮-(苯甲酰基)-腙希夫碱配体(HBPBH)由于其自身的特定配位点空间结构,导致其对铝离子可以进行有效的绑定来形成稳定的配位化合物,对铝离子的识别具有高选择性和高灵敏度,能被用作铝离子的荧光化学传感器进行识别和检测铝离子。该荧光探针具有良好的光学性质,能被广泛的应用于光学材料的研究开发中。因此,我们相信这两个荧光探针在发光材料发面具有一定的潜在应用性。