近年来，石墨烯以其独特的二维结构和优异的电学、热学、机械等性能，引起了人们广泛的研究兴趣。构建石墨烯宏观体结构和复合材料是石墨烯走向实际应用的最有效手段。本论文通过化学法制备氧化石墨烯(GO)，并采用湿法纺丝制备了氧化石墨烯/壳聚糖复合纤维，有效地改善壳聚糖纤维的机械性能，并探究了壳聚糖/氧化石墨烯复合纤维在污水处理方面应用;制备了数米长、连续的宏观纯石墨烯带状纤维，并探究了石墨烯带状纤维在能量转换和能量储存方面的应用。主要工作包括以下几个方面:　　采用改性的Hummers法制备了氧化石墨烯，通过光学显微镜、扫描电子显微镜(SEM)，透射电子显微镜(TEM)，傅里叶变换红外光谱(FTIR)，原子力显微镜(AFM)，X射线衍射(XRD)等手段表征氧化石墨烯的物理化学性能。　　采用传统湿法纺丝的工艺，制备了壳聚糖纤维。用氧化石墨烯改善壳聚糖纤维力学性能，制备了壳聚糖/氧化石墨烯复合纤维，当GO含量为4％时，纤维的力学强度提高了71％，达165.8 MPa，进一步探究了复合纤维在吸附方面的应用。研究了初始pH，接触时间，温度和吸附剂加入量等参数对纤维吸附酸性品红的吸附过程的影响。动力学研究表明吸附过程遵循拟二次动力学模型，热力学研究表明氧化石墨烯/壳聚糖复合纤维对酸性品红的吸附过程是一个自发的放热过程。GO含量为4％的复合纤维最大吸附量为179.9 mg/g，这说明复合纤维是一种好的吸附酸性品红的材料。　　改进了传统的湿法纺丝技术，利用氧化石墨烯和壳聚糖之间的相互作用与剪切力，制备了数米长的、连续的宏观石墨烯带。这种石墨烯带具有良好的柔韧性，可以打结编织成任何复杂的织物。通过调控褶皱的取向，制备了可控形貌的石墨烯带状纤维，并显示了一定的弹性，可应用于应力传感器。　　探究石墨烯在超级电容器及纤维型太阳能电池中应用。在水系电解质中，采用三电极法测得石墨烯带的比电容高达82.8 F/g(2 mV/s)，纯石墨烯带状纤维应用于TiO2染料敏化纤维太阳能电池能量转换效率为2.80％，负载极少量的Pt粒子（wt＜1％），能够将带状纤维电池的能量转换效率提高到4.69％，加反射板，以Pt/石墨烯带作电极的纤维电池效率提高到6.41％，填充因子FF达65％，说明制备了高性能的染料敏化纤维太阳能电池。说明石墨烯带在能量转换和能量储藏方面具有潜在的应用价值。