石墨烯是有由一到几个碳原子层厚度的二维蜂窝状碳材料，结构单元是以sp2杂化连接的碳原子构成的六圆环。石墨烯独特的平面结构使其呈现出优异的电学、热学、力学性能，在生物传感器、储氢材料、超级电容器、场效应晶体管及高性能纳米电子器件等领域展示了广泛应用前景。石墨烯的大环共轭结构及其表面的大量缺陷和含氧功能团，为石墨烯的功能化提供了可能。本硕士论文提出了利用非共价键和法将铂纳米粒子、普鲁士蓝负载于石墨烯表面，并将所制备的复合材料应用于电催化和生物传感器。　　1.铂-石墨烯复合材料的制备及其在燃料电池阳极催化中的应用　　基于石墨烯快速的电子传导速率和大的比表面积，本论文提出了以石墨烯为催化剂载体材料，合成具有高电催化活性的石墨烯负载铂纳米粒子复合材料(PtNPs@G)。根据本实验室提出的电化学制备石墨烯的方法，我们设计了三种途径电化学合成PtNPs@G纳米复合材料。实验发现，一步电化学还原法制备的PtNPs@G复合材料中铂纳米粒子平均粒径在15nm左右，分散性好，在甲醇电催化氧化反应中，PtNPs@G比同样方法制备的PtNPs@Vulcan复合物表现出更高的催化活性和抗毒化能力。　　2.基于普鲁士蓝-石墨烯复合材料的过氧化氢电化学传感器　　普鲁士蓝(PB)是一种具有混合价态的面心立方晶体，具有特殊的氧化还原特性，对过氧化氢和氧气的还原有很高的选择性和催化活性，被称为“人工过氧化物酶”，广泛应用于药学、生物分析、食品工业、环境监测等领域。本论文提出了一步化学法合成普鲁士蓝-石墨烯复合材料(PB@Graphene)的方法。该方法中可通过控制反应时间和原料的比例来调控普鲁士蓝的粒径及负载量。实验结果表明，该PB@Graphene复合物的修饰电极对过氧化氢还原具有良好的电催化活性和较低的过电位。由此构建的电化学传感器对过氧化氢检测有宽的线性范围和很低的检测限，表明了PB@Graphene复合材料是构建高性能生物传感器的良好基材。