纳米材料由于具有量子尺寸效应、小尺寸效应及表面效应等特有的物理和化学性质,己成为物理、化学、材料等许多学科研究的前沿领域。贵金属纳米粒子是纳米粒子的一个重要组成部分,由于贵金属纳米粒子具有区别于本体材料的优异的光、电、磁、催化性能,它将贵金属独特的物理化学性质与纳米粒子的特殊性能有机的结合起来,在化学催化、能源、电子和生物等领域有着广泛的应用前景。碳材料由于碳元素有独特的sp/sp2/sp3三种杂化形式,形成了丰富多彩的碳质材料世界。近二十几年来,从零维的富勒烯到一维的碳纳米管,再到近期的二维石墨烯,因为它们具有良好的导电性和高的比表面积,使得碳材料是理想的载体材料,而石墨烯是紧密堆积的二维蜂窝状结构的碳原子晶体,与其它两种碳材料相比(富勒烯和碳纳米管),石墨烯具有更大的比表面积及更好的导电能力,使得其被认为是当今最好的催化剂载体之一。本论文结合贵金属纳米粒子及石墨烯两者的催化性能,报道了贵金属纳米粒子与石墨烯构成的修饰电极,将其用于硝基酚的电催化还原,以及对葡萄糖的电催化氧化,研究了其催化反应的机理,拓展了石墨烯负载贵金属纳米材料在电化学和水处理中的应用。本论文主要分为以下四个部分：1.电沉积纳米钯修饰玻碳电极对间硝基酚的电催化还原采用电化学沉积法制备了纳米钯修饰玻碳电极(Pd/GCE),并用扫描电镜研究了纳米钯的形态,发现在最佳沉积电位范围内得到的纳米钯尺寸约在20-50 nm且均匀地分散在玻碳电极的表面,此电极对间硝基酚的还原有很好的电催化性能。利用循环伏安法研究了Pd/GCE电极对间硝基酚溶液的电催化还原行为,结果表明：与裸玻碳电极相比,在Pd/GCE电极上的硝基酚的还原电位明显向正电位方向移动；同时伴随着电流增大。恒电位电解证实,在相同电位下,Pd/GCE电极上的硝基酚的还原电流约为GCE电极上的20倍。并研究了电沉积电位对电极催化性能的影响,及考察了不同pH值对Pd/GCE电极催化性能的影响。同时,用X-射线光电子能谱(XPS)检测了钯存在于玻碳电极表面。2.石墨烯修饰玻碳电极对间硝基酚的电催化还原采用一种简单的方法制得了石墨烯修饰的玻碳电极(RGO/GCE),并将其用于对硝基酚的电催化还原研究。利用循环伏安法和线性扫描伏安法研究了RGO/GCE电极对问硝基酚的电催化还原行为,结果表明,与裸玻碳电极(GCE)和氧化石墨烯电极(GO/GCE)相比,在RGO/GCE电极上,硝基酚的还原电位比在GCE或GO/GCE电极上的还原电位明显向正电位方向移动,且电流增大很多。同时考察了不同pH值对RGO/GCE电极催化性能的影响,以及不同浓度时硝基酚的电催化还原,并对其还原机理进行了探讨。3.石墨烯基金纳米粒子修饰电极对碱性溶液中葡萄糖溶液的电催化氧化在前面石墨烯修饰玻碳电极的基础上,本文在RGO/GCE电极的表面进一步修饰贵金属纳米粒子,并研究它的催化作用。在本文中,用恒电位法,在不同电位下沉积纳米金于石墨烯修饰的玻碳电极上,制成Au/RGO/GCE电极,实验证明：在-0.3 V(vs.SCE)下,电沉积金为250μgcm-2时,金纳米粒子的尺寸约为70nm时,这种Au/RGO/GCE电极对葡萄糖表现出最好的催化活性,主要原因是较小粒径的金纳米粒子均匀地沉积在RGO/GCE的表面。通过对碱性溶液中葡萄糖的电化学行为的详细研究,得到了丰富的实验数据,有利于对碱性溶液中葡萄糖的电化学氧化机理进一步的了解。同时Au/RGO/GCE电极表现出较好的电化学稳定性,快速的电子转移能力,以及高的电流密度(相对于其它文献的金电极)。同时XPS光谱实验数据表明,在本文的实验条件下,金没有被氧化。4.石墨烯基金-银纳米粒子修饰电极对碱性溶液中葡萄糖的电催化氧化研究用恒电位法,在-0.3 V(vs.SCE)下,沉积一定量的纳米金和银于石墨烯修饰的玻碳电极上,制成Au/Ag/RGO/GCE和Ag/Au/RGO/GCE电极,用此两种电极来研究碱性溶液中的葡萄糖的电化学氧化。实验结果表明：银在双金属电极中起到了很好的电催化葡萄糖氧化的作用,沉积的金与银的质量比对葡萄糖的电氧化行为影响较大。Au/Ag/RGO/GCE和Ag/Au/RGO/GCE电极的催化活性和稳定性通过循环伏安法来考察。在碱性溶液中葡萄糖的氧化过程中,在0.24 V附近的葡萄糖的氧化峰电流在双金属电极上的值是金电极上的4.5倍。此增强的电流密度可能是由于金与银的协同催化作用引起的。其中,Ag/Au/RGO/GCE电极在0.1 M NaOH中的10 mM葡萄糖溶液中经过500圈的循环伏安扫描后,其电流下降只有26.2%,其稳定性优于Au/Ag/RGO/GCE, Ag/Au/GCE和Au/Ag/GCE电极。主要原因是由于RGO的存在有利于金属纳米粒子在电极表面的均匀分散,以及双金属的结构影响了金属纳米粒子的形貌与尺寸,从而影响了电极的性能。