本文在总结石墨烯的结构、性能、制备方法、三维化构筑以及功能化修饰改性等基础上,从分子设计的思路出发,以具有特殊化学结构和化学活性的漆酚作为氧化石墨烯的还原剂和修饰剂,利用漆酚的热聚合能力以及活泼酚羟基的螯合配位能力,通过对构筑方法的简单调控,实现对三维石墨烯复合材料的可控制备和功能化修饰改性。本文的研究内容如下:(1)利用漆酚对GO的还原和修饰作用,以尿素作为氮源,通过溶剂热法成功的构筑了 N掺杂活化的三维有序多孔结构的石墨烯/聚合漆酚复合气凝胶(3D-PU-rGA-N)。研究结果表明,有序多孔的结构使复合气凝胶的比表面积可达407.61m2·g-1;在大比表面积和N掺杂活化的石墨烯的高导电性的协同作用下,该修饰电极具有优异的电化学活性,在5×10-6～5×10-4M的浓度范围,对邻苯二酚(DHB)和对苯二酚(HQ)的检测限分别为1.2×10-6M和3.1×10-6M(S/N=3),具有较好的稳定性、重现性和抗干扰性。(2)以制备的3D-PU-rGA-N作为载体,利用漆酚对金属离子的配位作用实现了MnFe2O4纳米粒子在石墨烯表面的均匀生长,制备了N掺杂活化的3D石墨烯/聚合漆酚-MnFe2O4纳米粒子气凝胶(3D-PU-rGA-N/MnFe2Ω4)。研究结果表明,采用滴涂法构建3D石墨烯/MnFe2O4纳米粒子传感器在MnFe2O4纳米粒子以及N掺杂活化后的三维石墨烯多孔骨架的协同作用下表现出优异的电化学活性,在5μM～0.1mM的浓度范围内对硝基苯酚(4-NP)的浓度与氧化峰信号成线性关系,检测限为4.5×10-7M(S/N=3),具有较好的稳定性、重现性和抗干扰性。(3)通过自组装方法在乙二胺功能化修饰的ITO导电玻璃基质上原位生长负载有MnFe204纳米粒子的3D-MnFe2O4/GO复合膜;在溶剂热体系中利用漆酚对氧化石墨烯的还原以及接枝在氧化石墨烯上的漆酚原位热聚合形成负载MnFe2O4纳米粒子的三维多孔结构的石墨烯复合膜电极(3D-MnFe2O4-rGO-U/EDA/ITO)。研究结果表明,3D多孔的结构以及MnFe2O4纳米粒子的催化性能使该三维复合膜ITO电极具有优异的电化学活性,在40～400μM的浓度范围内过氧化氢的浓度与响应信号成线性关系,检测限为1.5×10-5M(S/N=3),具有良好的稳定性、重现性以及抗干扰性。