郭新立教授的研究主要包括石墨烯及其复合材料，纳米粒子，氧化物薄膜和与扫描探针显微镜相关的表面科学和纳米技术。在Nanotechnology，physical review letters，Applied physics letters，Physical review Ｂ等杂志上发表论文80多篇，中英文专著各一章，国家发明专利授权两项。
研究在NaBH4还原的石墨烯膜（RGO）上原位生长金纳米粒子(Au NPs)，用获得的Au NPs/RGO复合材料催化有机污染物对硝基苯酚（4-NP）。复合材料制备过程中未添加其他还原剂和表面活性剂，利用RGO对Au3+进行还原，Au NPs在RGO表面分布均匀、密度可控，可以有效改善RGO材料的亲水性和催化剂在水相反应体系中的分散性。另外，Au NPs表面无包覆剂，有利于Au表面活性位点与反应物的充分接触，大幅提高催化效率。实验结果表明：Au NPs/RGO复合材料能在150s内完成对4-NP的催化反应，动力学常数高达1.21min-1，催化性能远优于同等摩尔重量的单一Au NPs。在~4ºC静置40天后，该催化剂仍能在240s内完成对4-NP的催化反应，表现出优异的催化稳定性能。
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