磁性纳米金属的研究受到广泛关注，在很多领域有应用前景，但纳米金属具有较大的表面积和反应活性，容易氧化和团聚，导致性能劣化而限制了其应用。将磁性纳米分散在各种惰性载体表面或者在其外表面包覆碳层是解决此难题的方法，这样的复合材料在空气及各种环境中可以稳定存在，可以用作磁记录材料、电磁屏蔽材料等。将这些磁性纳米金属与导电性良好的材料一起加入高分子，形成复合材料，可用作电磁屏蔽等功能性材料。 本工作研究了磁性纳米金属/碳复合材料的制备、性质与应用，包括：(1)纳米金属Ni、Co、Ni-Fe等在膨胀石墨表面的分散，表征了复合材料的形貌和结构，得到了宽频率范围电磁屏蔽效能较好的磁性纳米金属/碳复合材料；(2)研究了碳包覆纳米金属镍材料的制备过程，得到抗氧化的纳米金属镍/碳复合材料；(3)研究了无硫膨胀石墨的制备和处理方法，得到硫和锰杂质含量都较低的膨胀石墨；(4)研究了气相生长纳米碳纤维的表面改性，找到了其表面改性的合理条件。 论文得到一些有意义的结果，主要部分如下： 1、以金属醋酸盐为前驱体，乙醇为溶剂，通过浸渍、干燥及H2还原，制备了磁性纳米金属Ni、Co及Ni-Fe均匀分散在膨胀石墨纳米层面的复合材料。在复合材料中，纳米金属的含量可达60％，纳米金属颗粒呈方型或球形，对于金属Ni、Co及Ni-Fe，粒径分别为100-250 nm、300-1000 nm及20-40 nm，主要为金属相，含少量碳化物。膨胀石墨具有优异的导电性，因而在高频波段具有良好的电磁屏蔽效应，但其低频电磁屏蔽效能却较差。在EG纳米层板上铺展的磁性纳米金属颗粒具有较高的磁导率，因而能够显著地改善材料低频段的电磁屏蔽效应，使得复合材料在较宽的频段内都具有良好的电磁屏蔽效能。通过调控铺展在纳米石墨层板上纳米金属的含量可以改变复合材料的导电性与导磁性，在含量为10-40％时，复合材料的电磁屏蔽效能较好。特别地，对于载量为30％的纳米金属Ni、Co、Ni—Fe形成的复合材料，在300 kHz到1.5GHz范围的电磁屏蔽效能较高，分别为69-110 dB，62-110 dB和66-110 dB，总体性能优异。 2、将醋酸镍与高分子溶液混合，通过合适的干燥、固化、碳化，可得到碳包覆的纳米金属镍复合材料，其中纳米金属镍颗粒呈球型，物相为单一的面心立方金属镍，不含镍的氧化物及碳化物等杂质，粒径为50-80 nm，外层包覆完整的碳膜，膜厚为5-10 nm。制备条件(如碳化与碳化时间)可以在较宽范围内变化，金属含量大范围可控，这些因素对于样品的放大及规模制备十分有利。在纳米金属镍的外表面包覆碳膜可以改善金属镍的抗氧化能力，改变其氧化过程，使得样品在氧化过程中仍然保持金属态。这种碳包覆的纳米金属镍材料具有良好的磁性质(Hc=195 Oe、σr/σs=0.38)，具有作为磁性材料的某些优良品质，同时包覆的碳层可以改善其在其它介质如高分子材料中的分散，具有实际应用意义。 3、以硝酸和乙酸酐为插层剂，在氧化剂高锰酸钾的作用下，用化学氧化法制备了混合酸石墨插层化合物，再用高功率微波炉短时间快速膨胀，可制备硫含量为150 ppm左右的较高膨胀倍率的膨胀石墨，这种膨胀石墨经双氧水与硝酸混合溶液处理，显著地降低了氧化插层时加入的锰含量，同时硫含量降低至50 ppm以下，所得膨胀石墨中有害杂质元素含量低，可应用于要求较高的领域。 4、对于气相沉积的纳米碳纤维(VGCNF)进行硝酸处理，其形貌没有发生变化，但石墨结构层间距变大，机械性能降低，故不宜对VGCNF进行长时间浓硝酸处理。浓硝酸处理使VGCNF表面产生含氧基团，最初可能生成羰基类含氧基团，深度氧化处理产生了羧基等含氧基团，其中酸性类基团的强度和含量随处理时间增加而升高，FT—IR与TPR等方法联用较好的表征了表面含氧基团的性质与类型。表面含氧基团的产生增加了VGCNF表面的亲水性降低了其吸油值，有利于其在水性溶剂中分散，改性反应也使得纤维总表面能显著升高，增加了纤维与其他物质间的作用强度。偶联剂能与改性后的VGCNF表面的含氧基团发生反应，有利于增加偶联剂在纤维表面的结合强度，有利于VGCNF与高分子形成复合材料。