二十一世纪，纳米科学技术的发展使得电子器件不断地微型化，而且其性能也得到了显著地增强。材料向纳米尺寸的发展产生了很多独特的性质，这些新性质不仅带来了很多新效应，同时也对于新材料的制备带来很多挑战。自从2004年以来，石墨烯这颗碳纳米材料的新星又掀起了一波研究热潮。材料的研究首先要使其可以大量制备，同样地，石墨烯的研究和应用的关键之一也是其大规模、低成本、可控的合成和制备。　　众所周知，石墨烯具有优异的物理化学电学性能。通过以石墨烯氧化物这种简单易得的起始原料以及微机械剥离的石墨烯与其他多种组分结合制备了基于石墨烯的功能化材料，研究了其在气体吸附、超级电容器材料和催化领域的应用。　　1)设计并制备了以石墨烯氧化物为骨架，通过3,3，4，4-四氨基联苯或1，2，4，5-苯四胺与石墨烯氧化物上的羧基反应制备了苯并咪唑作为支撑的多孔材料(GOBIN)，材料的比表而积在260～920m2 g-1之间。在合成方面，该材料在合成时不需要添加任何模版和催化剂，因此可以大量制备。在应用方面，该材料表现出优异的超级电容器性能，比电容值最高可达370F g-1(测试电流密度为0.1Ag-1)，而且经过5000次的循环使用测试，比电容值保持在90％以上。GOBIN较高的比电容值来自于咪唑环的贡献，咪唑环具有一定的氧化还原性从而通过贋电容的方式提高了材料的比电容值。同时，由于这种材料较高的比表面积，使其具有较好的二氧化碳捕获容量(14.2wt％，测试条件为273K和1.0bar)和氢气吸附量(1.24wt％，测试条件为77K和1.0bar)。通过引入含有氧化还原性的有机分子来共价交联石墨烯可以获得较高的比电容值的超级电容器材料并且不会牺牲其循环稳定性。因此，GOBIN这种简单并可以大量制备的材料在能源领域有着很好的应用前景。　　2)通过微接触印刷的方法，在玻璃表面上制备了石墨烯氧化物的图案。然后通过在硝酸盐水溶液中以葡萄糖为还原剂，在石墨烯氧化物的图案表面原位生长了银膜，反应温度为60℃。通过用光学显微镜、扫描电子显微镜和原子力显微镜表征证明通过此种方法可以制备均匀的银膜。同时，银膜的表面增强拉曼散射现象可以得到更多的石墨烯氧化物的精细结构信息。另外，以银膜图案作为还原剂，通过简单地在氯金酸溶液中的置换反应可以制备出较好的金纳米粒子图案。因此，通过上述这种简便绿色的方法可以在不同的基底表面制备出银或其他金属纳米粒子的图案。　　3)利用超声化学的方法和室温下自组装的过程制备了石墨烯氧化物包裹金纳米粒子的杂化材料，其中乙二醇为反应的还原剂。这个还原金纳米粒子的过程只需要1个小时，超声功率仅为200W。制备得到的杂化材料是石墨烯氧化物像丝绸一样包裹球形金纳米粒子的形貌。同时，石墨烯氧化物片层可以很好地起到分散金纳米粒子的作用。并且，制备金纳米粒子的乙二醇是一种无毒的还原剂。材料中的金纳米粒子表现出明显的表面增强拉曼光谱现象(SERS)。更重要的是，基于金纳米粒子的优异的催化性能，以及石墨烯氧化物的电学性能，二者组成的杂化材料表现出了协同增强的光催化性能。因此，此研究提供了一种简便的可以调控金属纳米粒子形貌和尺寸的方法，可以用于多种金属纳米粒子与石墨烯（或者石墨烯氧化物）的杂化材料的制备。　　4)通过微机械剥离的方法制备了单层石墨烯，然后通过酸催化下的络合反应，在其表面修饰了过渡金属茂类分子，并通过拉曼光谱对这个过程进行了监测和表征。研究发现酸催化剂在完成这个反应起到了必不可少的作用。更重要的是修饰茂类分子的石墨烯的拉曼信号发生了明显的变化。　　综上所述，通过以石墨烯氧化物这种可以大量获得的起始原料或者微机械剥离的石墨烯，实现了方法简便、可规模化生产，从而促进了基于石墨烯功能材料的在实际生产中的应用。