1、石墨烯是近年來發(fā)現(xiàn)的碳基新材料，除了擁有大比表面積、高化學穩(wěn)定性、較好吸附能力等諸多性能外，還具有更為優(yōu)異的電學性質和規(guī)整的平面二維結構，這使其可以作為一個理想的載體擔載各類無機化合物，非常適合于開發(fā)大規(guī)模、高性能石墨烯基納米復合材料，是石墨烯邁向實際應用的一個重要方向。
　　 本文以制備高性能、低成本的石墨烯納米復合材料為主要目的，采用不同的制備方法制備了多種無機化合物與石墨烯的復合材料，研究了復合物的形成機理和工藝影響因素，

2、探索了復合物微觀結構與其性能之間的關系，為深入探索石墨烯功能材料的形成機理以及構筑性能新穎的石墨烯碳納米材料奠定基礎。具體內容如下:
　　 (1)以天然石墨為原料制備了氧化石墨，通過控制水合肼用量得到了不同還原程度的穩(wěn)定的石墨烯水分散液，并通過石墨烯片層自組裝制備出高度有序的石墨烯薄膜。通過UV-Vis跟蹤檢測實現(xiàn)了對氧化石墨烯還原過程的有效控制，揭示了石墨烯還原程度與石墨烯薄膜性質的關系。石墨烯薄膜經高溫熱處理后，隨著還原程度

3、提高，其導電性隨著也從0.51 S·cm-1提高至61.32 S·cm-1。薄膜拉伸強度隨著還原程度提高而提高，楊氏模量與還原程度無關，當N2H4∶GO(質量比)=0.2時，拉伸強度達到最大，為176.1MPa，此時楊氏模量亦達到最大，為35.1 GPa。UV-Vis可以簡便有效的監(jiān)測和控制氧化石墨烯的還原程度，使大規(guī)模制備性能可控的石墨烯薄膜材料成為可能。
　　 (2)采用均勻沉淀法制備納米ZnO粉體，再用Bi2O3對其進行摻

4、雜改性，然后將其負載在石墨烯上制成ZnO-Bi2O3/石墨烯復合材料。以亞甲基藍為目標污染物，對納米ZnO、ZnO-Bi2O3、ZnO-Bi2O3/石墨烯的光催化性能進行比較。結果表明ZnO-Bi2O3/石墨烯復合材料對亞甲基藍的光催化活性明顯高于ZnO-Bi2O3，2h對亞甲基藍的降解率在95％以上，石墨烯作為電子受體，光激發(fā)后的電子轉移到石墨烯上，從而降低了光生電子與空穴的復合率，提高了光催化活性，該復合材料對酸性藍、酸性黃、活性紅

5、等工業(yè)染料也有很好的光催化活性，同時具有較好的穩(wěn)定性。
　　 (3)采用共沉淀法制得了對H2O2有極好活化能力的磁性四氧化三鐵石墨烯復合材料，復合材料在H2O2體系中對酸性紅RS的催化降解性能研究表明，由于Fe3O4/石墨烯可催化H2O2分解成活性很高的·OH，即使在堿性條件下對酸性紅RS的降解率仍達到80％以上，在模擬太陽光照射條件下對陽離子染料亞甲基藍的降解率高達99％，并且催化劑性能穩(wěn)定，循環(huán)使用十次對染料的降解率仍可達到

6、95％以上;同時，F(xiàn)e3O4/石墨烯復合材料在水合肼還原硝基化合物方面具有很高的催化活性，使用3.1wt％的Fe3O4/石墨烯催化劑，3.6倍量的水合肼，反應18 min，苯胺的收率可達99.2％，且催化劑具有用量少、活性高、易回收和穩(wěn)定性好等優(yōu)點。
　　 (4)通過水熱法制備了三種鈷基石墨烯復合材料并對其電化學性能進行了研究。制得的粒狀Co3O4/石墨烯復合材料比電容高達562 F·g-1，在0.1 A·g-1的電流密度下，循

7、環(huán)1000次比電容量僅僅衰減了2.6％;在此基礎上用Ni對復合材料進行了摻雜改性，制得的線狀NiCo2O4/石墨烯復合材料表現(xiàn)出高的比電容量(1 A·g-1時為737 F·g-1)和優(yōu)異的循環(huán)穩(wěn)定性(4000圈后～83％);本文同時研究了石墨烯結構缺陷對復合材料性能的影響，通過將硝酸鈷與超聲制得的石墨烯分散液在水熱條件下一步反應制得Co3O4/石墨烯基復合材料，在1 A·g-1的電流密度下，復合材料的比電容高達384 F·g-1，在充放

8、電1000次后比電容僅損失2％。上述幾種超級電容器材料均表現(xiàn)出較好的電化學電容性能和良好的循環(huán)穩(wěn)定性。
　　 (5)通過濕法固相球磨硝酸銀與石墨一步制得Ag/石墨烯復合材料，實現(xiàn)石墨烯剝離與銀納米粒子負載同步完成。石墨烯和銀納米顆粒的協(xié)同作用使其抗菌效果明顯增強，其對E.coli和S.aureus的最小抑菌濃度分別為30μg·mL-1和60μg·mL-1，對細菌的殺滅率大于99.6％，多次循環(huán)使用后抗菌效果依舊很好;當Ag/石墨