1、基于石墨烯的凝膠材料具有優(yōu)異和獨特的化學和物理性能，在吸附、催化和傳感器等領域有著廣泛的應用前景。目前，雖然有多種方法能有效實現(xiàn)基于石墨烯的凝膠材料的制備，如水熱法、化學還原法和模板法等，但是通常需要高溫高壓、添加還原劑或者模板等條件。因此，也帶來了高成本和污染等問題，不利于基于石墨烯凝膠材料的大規(guī)模生產和實際應用。本論文從氧化石墨烯(GO)的醇水分散體系出發(fā)，利用γ射線輻射一步實現(xiàn)GO的還原和功能化，并進一步自組裝得到自支撐基于石墨烯

2、的凝膠材料，并對其形成機理以及在吸附和電化學領域的應用進行了研究。主要研究成果如下:
　　1.對分散在多種脂肪醇-水溶液中的GO納米片的γ射線輻射還原改性和自組裝行為進行了研究，詳細探究了醇-水溶液的pH值、醇-水的體積比（φa/w）、醇的種類、GO濃度和吸收劑量等因素對3D大孔還原氧化石墨烯(rGO)水凝膠形成過程的影響。結果表明在醇-水溶液中，γ射線輻射將同時引發(fā)GO的還原和表面羥烷基鏈改性，此過程是控制GO納米片自組裝行為的

3、關鍵。在強酸性條件(pH≤2)下，表面羥烷基鏈改性的rGO納米片通過疏水作用和氫鍵作用自組裝形成自支撐3D大孔石墨烯水凝膠(SGH)，經冷凍干燥后，得到低密度(4mg/cm3)的石墨烯氣凝膠(SGA)。由于所制備的SGA是由表面羥烷基化的rGO納米片構成，使得其對大多數(shù)極性和非極性有機溶劑（如DMF、甲苯、氯仿等）都具有很好的吸收性能，尤其是對醇類分子（吸收量＞147g/g）。這一結果意味著本方法制備的SGA材料有望用于多種有機物的吸附

4、分離。
　　2.與異丙醇類似，叔丁醇也能有效清除HO·和H·，但文獻中卻報道γ射線輻照對分散在叔丁醇-水溶液中的GO納米片幾乎沒有明顯的還原作用。本論文考察了GO的叔丁醇-水分散液在多種輻照條件下的產物形貌，發(fā)現(xiàn)在合適的輻照條件下，在叔丁醇-水溶液中同樣能夠得到自組裝形成的SGH。通過SEM、FT-IR和Raman光譜以及XPS等表征方法，證明構成SGH的GO納米片已發(fā)生部分還原，同時修飾上了叔丁醇分子。同樣地，叔丁醇-水溶液中S

5、GH的形成也需要在強酸性條件下才能形成。這個結果進一步證實了GO納米片在醇水溶液中的γ射線輻射效應表現(xiàn)為部分還原和羥烷基化，其程度和速度受到體系pH值，醇的濃度和分子結構、GO濃度和輻照條件（吸收劑量率和吸收劑量）的影響，最終決定了GO納米片在輻照過程中的自組裝行為。
　　3.在上述γ射線輻射引發(fā)GO在醇水溶液中自組裝機理的指導下，將H2PtCl6分散在GO的醇-水分散液中，通過γ射線輻射，在GO納米片進行自組裝的同時，進行H2P

6、tCl6的輻射還原形成Pt納米粒子，一步得到了負載Pt納米粒子(粒徑為1-5nm)的SGH(SGH-Pt)。經冷凍干燥后，得到負載Pt納米粒子的SGA(SGA-Pt)，并作為電容器電極材料考察了其電化學性能。研究結果表明，Pt納米粒子含量為41％時，比電容達到206.8F/g，經過4500次充放電循環(huán)后，比電容保留了98％。這說明所制備的SGA-Pt具有足夠高的比電容和優(yōu)異的循環(huán)穩(wěn)定性，有望用做超級電容器的電極材料。
　　4.分別

7、將導電聚合物單體吡咯(Py)和3，4-乙撐二氧噻吩(EDOT)溶于GO的醇-水分散液中，首次利用γ射線輻射的方法，同步實現(xiàn)GO自組裝和單體的輻射聚合，一步得到導電聚合物/石墨烯復合凝膠(CP-GH)，并通過紅外光譜、XPS、SEM、TEM和Raman光譜等對其化學結構和形貌進行了表征，并對單體的聚合機理進行了探討。結果表明，在輻照過程中，GO納米片的還原和自組裝并沒有受到單體以及所生成的聚合物的影響，而單體聚合生成的導電聚合物則負載在r