伴随着社会的不断进步，人民的生活水平也越来越高，然而，环境污染、食品安全和疾病等问题却在影响着社会的进一步发展，威胁着人类的生命健康安全。电化学传感器作为一种快速、便携、高效、准确的传感器，在多个领域可以对某些相关问题的发生进行提前预测和有效的实时监控，从而充分降低问题所带来的风险。同时，新型材料石墨烯由于具有诸多优异的物理及化学特性，展现出在电化学传感器研究中良好的应用潜质。本文工作中，通过对基于石墨烯功能材料进行具有创新性的设计并将其应用于电化学传感器的研究，最终证明了它对电化学传感器性能的大幅提升起到了重要作用。首先，利用氧化石墨还原法，选取乙二醇作为还原剂和溶剂对硝酸银和氧化石墨一步还原制备了二维石墨烯与银纳米棒的复合材料。由于将石墨烯的高比表面积与高电导率同银纳米棒的强电催化活性相结合，所制备的复合材料相比于银纳米棒对过氧化氢具有更好的电化学检测特性。在信噪比为3的前提下，线性检测区间为0.1到70mMol/L，电化学检测限达到2.04μMol/L，证明了石墨烯的引入大幅提升了电化学传感器的敏感特性。其次，氧化石墨还原法制备石墨烯过程中，石墨烯片层受范德华力和π-π作用的影响发生叠加团聚。这会致使石墨烯材料作为电化学传感器电极材料时，传感器性能会受到一定的限制，这一问题在本文前一部分工作和大量文献报道中均有体现。因此，本部分工作通过模板辅助并利用石墨烯的自组装制备了具有三维多孔结构的石墨烯材料。以其作为电极材料对生物神经递质多巴胺进行电化学检测研究，电化学检测区间为5μMol/L到1mMol/L，检测限低至0.17μMol/L。相对于多层叠加的二维石墨烯（0.59μMol/L）以及表面活性剂PVP修饰的二维石墨烯材料（0.70μMol/L），所制备的三维多孔石墨烯具有更强的多巴胺电化学检测特性。此外，三维多孔石墨烯材料对多巴胺在抗坏血酸和尿酸的干扰下具有很好的电化学检测选择性，因此可以说明其对多巴胺电化学传感器性能的提升有很大的帮助。最后，将三维多孔石墨烯与聚吡咯材料进行复合，利用聚吡咯良好的电化学活性与三维石墨烯优异的物理化学性质相结合来对有毒有害物质对苯二酚进行电化学传感器检测性能研究。结果表明，三维石墨烯/聚吡咯材料作为电极材料不仅相对于二维石墨烯/聚吡咯具有更好的对苯二酚电化学检测性能，而且在邻苯二酚的干扰下，依然可以高效的选择性测试对苯二酚，这为高性能对苯二酚电化学传感器的商业化开发与推广打下良好的基础。综上所述，本论文主要研究了石墨烯基功能材料在电化学传感器中的应用，证明了其对于电化学传感器性能的有效提升，为发展可应用于电化学传感器领域的新型功能材料提供了新的方向。