石墨烯是由单层碳原子紧密堆积构成的二维纳米材料,可作为理想的载体负载多种固液功能组分,在超级电容器和催化等领域具有广泛的应用。本文以改进的Hummers法制备的氧化石墨烯（GO）溶液为前驱体,采用水热法分别制备了三维石墨烯宏观体（GMs）、三维石墨烯/Mn₃O₄宏观体（GM/Mn₃O₄）和磁性可见光催化剂石墨烯/铁氧体/C₃N₄纳米复合物（RGO/MnFe₂O₄/C₃N₄）,并将GMs用于超级电容器考察其电化学性能,将GM/Mn₃O₄和RGO/MnFe₂O₄/C₃N₄复合物用于催化降解染料考察其Fenton反应活性。主要内容如下:1、以中性GO溶液为前驱体、H₂SO₄兼具孔隙调节剂和催化剂,采用水热协同常温干燥的方法原位制备出孔隙可调的GMs。该方法制备的GMs具有以下优点:（1）H₂SO₄因其难挥发性滞留在GMs中,起到调节GMs孔径的作用;（2）H₂SO₄在GMs形成过程中起到催化还原GO的作用;（3）H₂SO₄作为超级电容器电极的电解液,起到加快离子传输的功能;（4）GMs可以直接切片用作超级电容器电极材料,避免了粘结剂和导电炭黑对比电容的影响。研究表明,孔隙不同的GMs具有不同的电化学性能,且电化学性能随H₂SO₄浓度的增大而增加,其中平均孔径为4.8 nm的GM-SA-0.4具有最优的电化学性能,在两电极体系、1 mol L^-1 H₂SO₄电解液中的比电容达230 Fg^-1(电流密度为0.1 A g^-1),其能量密度和功率密度分别达到8.3 Wh kg^-1和1000 Wkg^-1。2、以中性GO溶液为原料,通过调控水热体系中Mn²⁺浓度并借助毛细作用辅助制备不同Mn₃O₄含量的高密度GM/Mn₃O₄宏观体。结果表明,所得复合物作为类Fenton催化剂展现了优异的催化性能,GM与Mn₃O₄的含量比对Fenton反应性能有较大的影响。当催化剂中Mn₃O₄含量为74%时,室温下对亚甲基蓝（MB）120 min的降解率即达100%。实验发现复合物对孔雀石绿、碱性品红等染料均可100%降解,说明该催化剂对多种染料具有一定的普适性。该方法制备的GM/Mn₃O₄具有密实的宏观结构,反应完毕直接回收,成功避免了催化剂的损失,最大限度增加催化剂的循环使用次数。3、以GO/MnSO₄原液为前驱体,充分利用原液中的Mn²⁺,通过外加Fe²⁺和g-C₃N₄水热制备了可见光增强的RGO/MnFe₂O₄/C₃N₄磁性类Fenton催化剂。催化降解染料结果表明,可见光下RGO/MnFe₂O₄-75/C₃N₄-5:1展现出最优的降解MB性能,80min降解效率即达100%,而未加g-C₃N₄光催化剂的RGO/MnFe₂O₄-75在相同条件下的降解率只有91%。该方法制备的复合物作为催化剂具有如下优点:（1）直接利用Hummers法制备的GO/MnSO₄原液中的Mn²⁺,最大限度减少了原料浪费;（2）所得的复合物具有磁性易于催化剂的回收;（3）光催化剂g-C₃N₄有利于催化反应过程中电子转移,从而使得可见光条件下的催化活性增强,并充分利用太阳光这一可见光能源,节约能源;（4）RGO、MnFe₂O₄与g-C₃N₄三种组分之间的相互作用,使复合物的稳定性大大增加,连续4次催化降解MB后80 min的降解率仍为96%,说明复合物具有较好的循环稳定性。