石墨烯由于具有常规碳材料不具备的光学、电学、力学等优异性能,成为目前材料科学研究的一个热点。而纳米磁性材料由于具有磁导率高、损耗低、饱和磁化强度大等优点,已被广泛应用于磁储存、生物医学、废水处理、磁流体、光子晶体研究等领域。本论文合成了氧化石墨烯及功能化的Fe₃O₄纳米颗粒,然后对其进行了一些应用研究。研究内容主要有如下几个方面:1.采用化学法合成了氧化石墨,然后经超声剥离制备了氧化石墨烯。AFM表征结果显示,大多数氧化石墨烯成多层和片状结构,而从Zeta电位和FTIR分析得知,其表面含有大量的含氧功能团,并且表面带有负电荷。利用该氧化石墨烯作为吸附剂,对废水中的阳离子有机染料次甲基蓝进行吸附分离,对吸附时间、pH值、浓度、温度、离子强度考察中发现,该吸附过程快速,pH值敏感,吸附容量大,符合Langmuir吸附模型,属于放热吸附,离子影响不大。2.采用改性共沉淀法,合成了Fe₃O₄/GO复合材料。利用SEM、FTIR、XRD对其进行了表征,结果表明,Fe₃O₄磁性纳米颗粒为立方相结构,粒径约为20 nm,呈球形形貌,而氧化石墨烯则为片状结构,并且其表面分布了丰富的含氧功能团。利用氧化石墨烯上的功能基团,对次甲基蓝进行吸附,考察了吸附时间、pH值、浓度、温度、离子强度的影响,发现温度对次甲基蓝造成了破坏。结果表明Fe₃O₄/GO复合材料能高效、大量的吸附次甲基蓝,而且,其脱附容易,循环使用性能好,还可以进行磁性分离。3.利用3-氨丙基三乙氧基硅烷（APTES）为原料,对Fe₃O₄纳米颗粒进行表面修饰, XRD、TEM、FTIR、VSM、DLS表征结果表明,APTES已成功修饰到了Fe₃O₄纳米颗粒表面,且其为立方相结构,粒径约8 nm左右,水合直径25.0 nm,呈近似球形形貌,表面分布有氨基,呈超顺磁特性,饱和磁化强度为56 emu/g Fe。用该磁流体对干细胞进行标记,结果表明经氨基修饰的Fe₃O₄纳米磁颗粒能进入干细胞,经鼻咽癌抗体二次修饰的Fe₃O₄纳米颗粒可以对鼻咽癌细胞进行标记,提高了MRI成像信号,有利于细胞的标记、示踪及MRI靶向检测。