本文以石墨烯为出发点,利用氧化还原法制备了氧化石墨烯和石墨烯。利用制备的石墨烯,研究其在光学性能方面的应用。以石墨烯为基底,合成了石墨烯基BaTiO₃/TiO₂光催化复合材料。同时,探究其在电学性能方面的应用,制备了石墨烯导电油墨。本文首先以改进的Hummers法为研究方法,石墨粉为原料,浓H₂SO₄及KMnO₄为氧化剂,制备得到了氧化石墨烯。通过对原料配比、硝酸钠含量以及反应温度等实验参数地探讨,获得了氧化石墨烯的最佳制备条件。利用红外光谱、拉曼光谱、X射线衍射及扫描电镜对其进行表征。得出氧化石墨烯的最佳制备条件为:石墨粉:过硫酸钾:磷酸钙为1:1:2,硝酸钠含量为15%,中温反应温度为30℃,高温反应温度为90℃。随后,分别以水合肼,硫代氨基脲及抗坏血酸为还原剂制备了还原氧化石墨烯,并利用红外光谱、X射线衍射及扫描电镜对还原结果进行表征。得出最佳还原条件为:以抗坏血酸为还原剂,于120℃下高温反应12 h。探讨了制备改性TiO₂的最佳改性条件和以溶剂热法制备石墨烯基BaTiO₃/TiO₂复合光催化材料的最优实验条件,并以紫外-可见光谱、红外光谱、激光拉曼光谱、热重分析以及扫描电镜为主要表征手段来研究复合材料的性能。得出TiO₂的最佳改性条件为:改性温度为70℃,改性时间为6 h,KH550的用量为0.3%。当pH值为10时,可以得到分散均匀、形貌良好且光催化效率最强的复合材料。此时,复合材料的光催化效率为60.67%。另外,在光催化时间为5 min时,复合材料的光催化效率最高,为64.97%。甲基蓝的降解率随着光照时间的延长,甲基蓝溶液的浓度减小而降低。研究发现,光照15min后,甲基蓝的光催化降解效率达到了72%。最后,以制备的石墨烯作为主要导电填料,亚氧化钛及导电炭黑作为辅助导电填料,聚偏二氟乙烯和聚乙烯醇作为粘结剂,制备得到了导电油墨。探讨了石墨烯和亚氧化钛的含量、导电介质和烘干温度对导电油墨性能的影响。得出制备导电油墨的最佳实验条件为:石墨烯和亚氧化钛的含量分别为4%和1.5%,烘干温度为90℃。此时,导电油墨的电导率达到最高,此时电阻值为96.6Ω/□。