近年来,粒径尺寸和形状可控的纳米粒子材料在基础科学和实际技术应用中得到了很大的关注,其中最典型的代表是合成新型纳米材料,用做锂离子电池负极材料以及污水处理材料。四氧化三铁虽然具备较高的理论比容量(926 m Ah g^-1),但是在脱嵌锂的过程中会产生较大的体积膨胀而降低电极材料的循环寿命,同时作为吸附材料时,也存在类似的缺陷。用石墨烯材料对其进行复合改性,可有效提高其结构的稳定性,并对其电化学性能和吸附性能均有一定的改善作用。本文主要采用溶剂热法合成了分散均匀且粒径均一的多孔四氧化三铁纳米球,通过静电作用与石墨烯纳米片复合以及共价键作用下石墨烯柔性包覆等方法对其进行改性研究。并对其进行了电化学性能测试和对水溶液中Pb（II）的吸附性能测试。主要研究内容和成果如下:1、通过简单的溶剂热反应制备出分散均匀且粒径均一的多孔四氧化三铁纳米球（p-Fe₃O₄）,用烷基偶联剂（KH-550）在p-Fe₃O₄表面修饰,形成正电性纳米颗粒,通过静电作用将这些正电性纳米颗粒与氧化石墨烯纳米片（GNSs）进行复合。研究结果表明:GNSs含量分别为10%、20%、30%的三种复合材料C-1、C-2、C-3,0.1 C(1 C=926 m A g^-1)倍率下首次放电比容量分别为1210 m Ah g^-1、1236 m Ah g^-1、1230 m Ah g^-1,经100次循环后放电比容量分别保持在670 m Ah g^-1、763 m Ah g^-1、713 m Ah g^-1。其中C-2在2 C的倍率下放电比容量仍能保持在395 m Ah g^-1,当电流密度回到0.1 C时,放电比容量可重新回到821 m Ah g^-1。因此,当GNSs与p-Fe₃O₄质量比为1:4时,合成的复合材料具有最佳的电化学性能。2、先用正硅酸乙酯（TEOS）在p-Fe₃O₄表面包覆一层Si O₂,再用3-氨丙基三乙氧基硅烷（APTES）对p-Fe₃O₄@Si O₂进行氨基化修饰,最后通过共价键的作用将氧化石墨烯（GO）柔性包覆在p-Fe₃O₄@Si O₂前驱体上,合成一种新型复合材料。研究结果表明:p-Fe₃O₄-W-RGO在0.1³ V电压范围,0.1 C倍率下,首次放电比容量为1246 m Ah g^-1,在前50次左右的循环中放电比容量逐渐衰退到753 m Ah g^-1,从第50次之后,材料的循环寿命曲线出现了逐渐的上升趋势,直到第100次循环,放电比容量重新回到793 m Ah g^-1。p-Fe₃O₄-W-RGO样品在2 C的倍率下放电比容量仍能保持在478 m Ah g^-1,当电流密度回到0.1 C时,放电比容量可重新回到843 m Ah g^-1。3、通过共价键的作用制备了GO柔性包覆Fe₃O₄复合材料（GO-W-MC）,并通过对合成反应中去离子水的含量、APTES的添加量和p H等条件的探究,优化了合成路线。通过测试GO-W-MC在不同p H、不同浓度和不同反应时间等因素下对水溶液中Pb（II）的吸附性能,得到最佳吸附实验条件。结果表明,所制备的复合材料在p H=6,Ce=160 mg/L,时间为480 min时,拥有最大Pb（II）吸附量225.6 mg/g。五次吸附解析循环后的吸附容量仍可保持在89%左右。这表明,该材料不仅可以去除水溶液中Pb（II）,而且不会产生二次污染,是一个很有发展前途的吸附材料。