羟基磷灰石（Hydroxyapatite,简称HA）是一种新型的多功能生物材料,性能优良,具备良好的生物相容性、生物活性、吸附性、离子交换性及无毒性,近年来一直是人们关注的热点。然而天然HA由于脆性较大等性能不足限制了其在骨修复等领域的应用,需要对其进行复合或改性,以扩大其应用范围。本文通过人体微量元素锶（Sr）或镁（Mg）离子掺杂HA,并与聚乳酸（Polytactic acid,PLA）、石墨烯（Graphene,GP）或氧化石墨烯（Graphene oxide,GO）复合,制备出机械性能优异的骨修复材料。除此之外,也可将HA与二氧化钛（TiO₂）和GP复合,制备出光催化性、吸附性、抗菌性良好的环境功能材料。通过X射线衍射（XRD）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、拉曼光谱仪（Raman）、场发射扫描电子显微镜（FESEM）、X射线能量色散仪（EDX）、扫描电子显微镜（SEM）、X射线光电子能谱（XPS）和透射电镜（TEM）等一系列测试手段对所制备的样品进行分析和表征研究,并以亚甲基蓝作为目标降解物测试TiO₂复合样品的光催化性能,以大肠杆菌（E.coli）为菌种测试其抗菌性能。首先通过一锅水热法成功合成不同摩尔浓度的锶掺杂羟基磷灰石/石墨烯（SrHA/GP）复合材料,研究不同Sr掺杂量对复合材料中HA晶体的尺寸、晶粒形状、粒径分布、微观形貌的影响。研究表明:纳米HA呈现为短棒状颗粒,Sr离子成功地掺入HA晶体晶格中;低浓度Sr掺杂后复合材料整体形貌较好,而高浓度Sr离子掺杂不仅会影响HA结晶度,使其形貌改变,产生无定形相存在,且使HA颗粒出现团聚现象;同时SrHA/GP复合材料在水热过程中HA与GP界面间发生了相互作用,各自的结构有着相应的变化。其次,采用水热法合成含不同摩尔浓度镁离子掺杂羟基磷灰石/氧化石墨烯粉体,通过旋涂法在不锈钢304基体上制备镁掺杂羟基磷灰石/氧化石墨烯/聚乳酸（MgHA/GO/PLA）的复合涂层,研究不同镁掺杂量对复合涂层微观形貌及结构影响,并测试涂层的粘结强度等相关力学性能。研究表明:镁离子成功掺杂进入HA晶格中,但Mg的掺杂浓度应低于20%（摩尔比）,当Mg浓度过高时,晶面间距变小,晶格发生畸变,氧化石墨烯缺陷密度明显增加;MgHA/GO/PLA复合涂层中（Ca+Mg）/P的原子比值范围在1.65和1.70之间,接近HA的Ca/P理论值1.67;复合涂层平均拉伸强度为68.97MPa,粘结强度达到13.51MPa,其机械强度满足骨修复临床实验要求;HA涂层中引入聚乳酸不改变复合涂层的物相组成,其表面形貌呈现出均匀、多孔结构,未有杂质相生成。最后,用化学沉淀法合成HA/GP粉体,然后通过溶胶-凝胶原位法制备了不同TiO₂浓度的纳米羟基磷灰石/石墨烯/二氧化钛（HA/GP/TiO₂）复合材料,对不同含量二氧化钛的复合材料形貌和组成结构进行了表征分析,并进行了光催化实验及抗菌实验研究。研究表明:HA/GP/TiO₂复合材料中,二氧化钛与羟基磷灰石物相像泡沫一样敷在石墨烯表面,均匀包覆着石墨烯;HA/GP/TiO₂复合材料在紫外光下照射150min后对30mg/L的亚甲基蓝溶液的降解率最高达到94%,其光催化效率高主要源于石墨烯纳米片能快速有效地导出光生电子以及羟基磷灰石良好的吸附性能所致;同时,在光照下,该复合材料具有很强的抗菌性能。