石墨烯是能在室温下稳定存在的单原子层二维晶体，独特的结构也令其具有许多特异的化学、电学、力学性能。石墨烯既是凝聚态物理学的重要理论和实验模型，也是本世纪最具应用前景的纳米材料。对石墨烯进行修饰可以赋予其更丰富的物理和化学性质。本文在引入无机纳米粒子修饰石墨烯的基础上，对其在电化学储能方面的应用进行了探索，并对石墨烯等纳米碳材料大规模应用于实际后面临的废物处理问题进行了研究。　　1.以电弧法制备的氮掺杂石墨烯为基底，利用乙二醇还原法在表面修饰铂纳米粒子，同时加入4，4-联吡啶辅助控制纳米粒子的分散及粒径，得到了规整排列的自组装结构。并通过改变实验条件，发现高温度下更有利于铂纳米粒子的均匀分散及粒径统一，其自组装行为也更加显著。在研究形貌结构的基础上，将制备的复合物涂层到玻碳电极表面，对其氧化还原电催化性能进行测试，并与相同铂含量的商用铂-碳黑产品进行比较，证明了此法制备的石墨烯复合物具有远高于商用产品的催化效率，在燃料电池方面有商业化的可能性。　　2.为了将氧化石墨烯便于大量制备、溶液反应性好与锰氧化物在地壳中广泛存在的特点相结合，设计一锅法制备氧化锰-还原氧化石墨烯复合物，并利用三电极测试其电容性能。发现此复合物产品在5000次循环后仍有95％以上的容量保持率，且阻抗低，能在高电流密度下维持一定的容量，满足制作超级电容器的多项条件。　　3.石墨烯等碳纳米材料不仅应用前景广阔，且部分产品己实现了商业化。相信不久的将来一定会面临广泛应用的碳纳米材料的废物处理问题。因此本论文对石墨烯、单壁碳纳米管、纳米角的热氧化反应进行了研究，并加入氢氧化钠作为催化剂观察三种材料的热解温度变化。发现其对于具有管状结构的纳米管、纳米角的热氧化有明显的催化效果，但对石墨烯则影响较小。