氧化石墨烯是一种二维片层纳米材料,作为石墨烯最重要的衍生物之一,具有优异的物理和化学性能,因此氧化石墨烯被作为增强纳米复合材料的理想填料。但是,由于氧化石墨烯层间存在范德华作用力和π-π堆叠作用,使其片层间发生不可逆的堆叠,降低了其在基体材料中的分散性,影响氧化石墨烯对基体材料的功能改性作用。因此解决氧化石墨烯在基体材料中分散问题是制备氧化石墨烯增强复合材料的关键。目前,氧化石墨烯的改性方法主要有共价改性和非共价改性。其中共价改性对氧化石墨烯的结构破坏较大,反应条件苛刻。而在非共价改性过程中,氧化石墨烯主要结构保留较为完整,反应条件温和。因此,氧化石墨烯非共价改性方法十分具有研究前景。本文主要基于氧化石墨烯与苯基改性二氧化硅微球之间的非共价作用力（π-π堆叠作用）,通过调控苯基二氧化硅微球表面的苯基官能团含量,将苯基二氧化硅微球组装到氧化石墨烯纳米片上。通过傅里叶红外光谱分析、扫描电镜分析、透射电镜分析、热重分析和沉降实验等测试结果表明,5wt.%苯基三乙氧基硅氧烷改性的苯基二氧化硅微球和氧化石墨烯的纳米颗粒的非共价组装效果较好,没有明显团聚现象。在第一次分散实验过程中,样品静置360 min后,纯的氧化石墨烯样品的沉降率达72.3%,而5wt.%苯基三乙氧基硅氧烷改性的苯基二氧化硅微球修饰的氧化石墨烯样品的沉降率仅为10.0%。在二次分散实验中,纯的氧化石墨烯样品已经无法完全分散开,30 min内沉降率达90%以上,而改性后的氧化石墨烯样品在120 min时,仍表现出良好的分散稳定性。本文将苯基二氧化硅微球修饰氧化石墨烯纳米材料应用到聚苯乙烯树脂和石膏中,验证苯基二氧化硅微球对氧化石墨烯的稳化分散作用以及提高氧化石墨烯分散稳定性对基体材料性能的影响。研究结果表明,苯基二氧化硅微球提高了氧化石墨烯在聚苯乙烯树脂和石膏基体中的分散性,同时也提高了聚苯乙烯树脂材料的机械性能、热稳定性能和阻燃性能以及石膏试块的抗压强度。其中苯基二氧化硅微球修饰的氧化石墨烯对聚苯乙烯树脂复合材料的拉伸断裂强度提高了37.74%,杨氏模量提升了1.3814 GPa,玻璃化转变温度提升了10.7℃,初始分解温度提升了37℃,在一定程度上提高了聚苯乙烯树脂复合材料的阻燃性能。同时苯基二氧化硅微球修饰氧化石墨烯纳米颗粒对石膏试块的2 h抗压强度提升了25.4%,而掺入纯氧化石墨烯的复合材料未表现出优异的性能。