进入21世纪以来，随着科技的进步和社会的发展，人们的生活对新设备、新材料、新技术的要求越来越高，各种新型功能材料层出不穷。例如能量存储方面，随着电动汽车崭露头角和技术的不断进步，对高性能电源的需求十分紧迫，同时兼有高比能量和比功率是这种电源的必要条件；军用隐身化高科技方面，提高武器系统的生存、突防以及纵深打击能力对隐身材料的吸波能力提出了更高要求，新型纳米功能材料的研究与开发受到了广泛关注；纳米生物医用方面，在开发高度有效的靶向输运、多功能诊疗系统方面，新型高性能纳米材料的研究对于攻克癌症难关扮演着重要的角色。石墨烯作为一种集独特的物理、化学、力学性于一身的二维单层碳材料，在众多领域，包括能量存储、靶向药物、过高热抗肿瘤、微波吸收等都成为最为活跃的研究前沿。将石墨烯与磁性纳米粒子，如Fe3O4复合可以发挥二者的协同作用，其中石墨烯为磁性纳米粒子的异质成核提供成核位置，磁性纳米粒子可以增加石墨烯之间的距离，从而能够避免石墨烯的团聚，充分发挥石墨烯与磁性纳米粒子的优异性能。此外，Fe3O4拥有较为理想的负电位工作区间（-0.8V～0.2V vs.Hg/HgO），与石墨烯复合有望获得具有更高电化学活性的电极材料。为此，本文选取石墨烯复合铁氧化物体系作为研究对象，拟在以下方面开展研究工作：1．采用Hummers方法制备氧化石墨烯胶体，并与Fe3O4纳米粒子混合后，采用真空加热还原方法合成膜材料。对样品进行结构、形貌和性能表征。结果表明，在较低温度下（120℃）获得了还原氧化石墨烯和Fe3O4的复合膜，具有顺磁性，饱和磁化强度为75emu/g。2．将石墨烯作为电极，组装成叠片式碳-碳超级电容器。循环伏安特性测试表明，在不同扫速下石墨烯样品的CV曲线均呈矩形，还原氧化石墨烯主要是双电层的电容行为。交流阻抗分析表明，电容器具有较低的等效内阻，最大的功率密度为437.1kW/kg；在0.5A/g恒流充放电下，石墨烯的最大比电容为106.2F/g，相应的最大能量密度为14.8Wh/kg。此外，经过5000次以上的恒流充放电循环后，测定的比电容值基本维持在100F/g左右，无明显下降趋势。3．采用不同浓度Fe3O4溶液制备复合膜，研究了还原石墨烯/Fe3O4复合膜的充放电行为。结果表明，样品均呈现出赝电容氧化还原峰，交流阻抗分析复合材料的等效串联电阻略大于单纯石墨烯膜的大小；最大能量密度为18.2Wh/kg，最大功率密度为148.3kW/kg。经20000次循环后，电容保持率为99.8%。