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石墨烯具有单原子厚度的二维蜂窝状结构，由于其具有优异的电传导性、热传导性和力学性能，可以广泛应用在传感器、纳米电子学、聚合物增强材料和超级电容器等领域。常用的制备方法有机械剥离、化学气相沉积、外延生长等方法。然而，这些方法都不能大量制备石墨烯。氧化石墨被认为是宏量制备石墨烯最优异的前驱体材料，可以通过将氧化石墨超声剥离后再经化学还原来制备石墨烯。本论文采用葡萄糖、乙二胺和对苯二胺作为还原剂将氧化石墨还原和表面功能化修饰。主要工作如下：（1）以葡萄糖还原的石墨烯（G-graphene）和聚乙烯醇（PVA）为原料，通过水溶液共混的方法制备出机械性能增强的聚乙烯醇纳米复合材料。选择共价型表面活性剂聚乙烯吡咯烷酮（PVP）作为G-graphene的表面修饰剂来改善G-graphene与聚乙烯醇的相容性。当PVP修饰的石墨烯（G-P-graphene）的含量为0.7wt%时，聚乙烯醇纳米复合材料的拉伸强度由聚乙烯醇的105MPa增加到154MPa；杨氏模量由聚乙烯醇的3.3GPa增加到4.9GPa。力学性能的增加是因为G-P-graphene在聚乙烯醇基体中良好的分散，以及G-P-graphene与聚乙烯醇之间存在的强烈的氢键作用共同作用的结果。（2）采用乙二胺作为还原剂，通过简单水回流的方法制备出乙二胺还原修饰的石墨烯（ED-RGO）。反应原理是乙二胺上的胺基与氧化石墨表面的环氧基发生了亲核取代反应。ED-RGO作为Cr（VI）离子吸附剂，与其他传统吸附剂相比，具有更优异的移除效率，而且吸附后的吸附剂很容易分离。在低pH的条件下，高毒性的Cr（VI）可以被ED-RGO还原为低毒性的Cr（III），还原过程采用一种间接的还原机制。还原过程中所需要的电子来自ED-RGO六元环上的π电子。ED-RGO作为一种新型吸附剂，在含Cr（VI）废水治理领域具有很好的应用前景。（3）用对苯二胺作为还原修饰剂，通过简单水回流的方法得到对苯二胺还原修饰的石墨烯（GO-PPD）。反应原理同样是对苯二胺上的胺基与氧化石墨表面的环氧基发生了亲核取代反应。还原后得到的GO-PPD膜的电导率高达2.1×102S m-1，是氧化石墨膜的近9倍。此外，将GO-PPD与聚苯乙烯复合制备得到的纳米复合材料的导电逾渗阈值低达～0.34vol%，复合材料的热稳定性也提高了～8°C，这是由于GO-PPD可以在聚苯乙烯基体中具有良好的分散。（4）采用溶液共混的方法，将GO-PPD和热膨胀的石墨烯分别和聚碳酸酯（PC）基体复合，得到聚碳酸酯基导电复合材料。采用间歇式超临界CO2发泡技术制备聚碳酸酯/石墨烯导电复合泡沫材料；同时研究了发泡条件（发泡时间、饱和压力和饱和温度）对泡孔尺寸和泡孔密度的影响，选择出最佳的发泡条件。在此条件下制备出的纯聚碳酸酯发泡样品的泡孔尺寸为28.2μm，泡孔密度为7.85×107cells cm-3。扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、X射线衍射（XRD）、热失重分析（TGA）和流变表征分析的结果表明GO-PPD在聚碳酸酯基体中具有良好的分散。复合材料的发泡结果证明填料在基体中良好的分散有利于在发泡过程中泡孔尺寸的降低和泡孔密度的增加。制备的PC/GO-PPD复合材料的泡孔直径为0.76μm，泡孔密度为5.69×1011cells cm-3。此外，PC/GO-PPD的发泡材料和块状材料比起来，在较低的填料含量时就发生了由绝缘体向导体的转变，这是因为微米级的泡孔尺寸没有够破坏材料的导电网络。