作为一种新型的二维纳米材料，石墨烯自从2004年在实验室中被A.K.Geim发现以来，因其优异的物理性质在世界范围内引起了广泛的关注。石墨烯具有极高的电导率，热导率和出色的机械强度，是一种性能非常优异的碳纳米材料，在纳米电子学、场效应晶体管、气体传感器、太阳能电池以及复合材料等领域都具有潜在的应用价值。石墨烯纳米带是长条状的石墨烯，具有一维结构的特性，这就使石墨烯纳米带拥有一些不同于片状石墨烯的物理性质，比如，宽度小于10 nm的石墨烯纳米带全部是半导体，而随着宽度的增加，边缘的形状决定了纳米带的性质。　　 目前，已经有很多种方法可以用来制备石墨烯纳米带，如刻蚀、化学法、声化学等。最近，又发展了一种新的制备石墨烯纳米带的方法--氧化破解碳纳米管法。本文就是采用化学氧化打开碳纳米管的方法来制备石墨烯纳米带，得到了很好的实验结果。　　 本论文采用高锰酸钾和浓硫酸为氧化剂，氧化打开碳纳米管，反应在温和的条件下进行。得到的石墨烯用原子力显微镜、透射电子显微镜、扫描电子显微镜做了形貌表征，实验结果表明，石墨烯高度约为1-4 nm，尺寸不规则，既有大片石墨烯，也有小片石墨烯。此外，打开后的石墨烯边缘既有平滑的也有不平滑的。这表明碳纳米管打开时可能并不是很规则的沿着一条直线，而更像是从管壁上剥落而成的碎片。　　 制备的石墨烯可以在酒精溶液中存放十几天而没有明显的沉积现象。此外，还研究了石墨烯在其他分散体系中的稳定性。结果表明DMF溶剂有利于石墨烯的分散，在DSPE-mPEG和PmPV表面活性剂存在下石墨烯在DMF溶液中可以存放数月而不会沉积，这两种物质对石墨烯来说是一种好的表面活性剂。　　 采用喷涂法和真空过滤法法制备了石墨烯膜，比较了两种方法的优缺点。对离子束辐照来说，采用喷涂法可以制备比较薄的膜，有利于离子束辐照。将真空过滤法制备的石墨烯膜在上海同步辐射光源X射线衍射(XRD)线站进行了原位XRD分析，实验表明，随着温度升高，石墨烯纳米带的d002晶面间距减小。进行了不同温度退火下的Raman光谱研究，结果表明随着退火温度的升高，石墨烯的D/G峰值强度减小，表明在退火作用下，石墨烯的缺陷密度明显减少，结构完整性增加。进行了场发射性能测量，在低能离子束辐照下，辐照可以提高石墨烯的场发射性能，但是随着辐照剂量的增大，场发射性能反而下降。原因是小剂量辐照可以产生大量的缺陷位，而缺陷位可以增加表面吸附能力，吸附分子和离子的存在可以降低表面自由能，因而可以增加场发射电流。而大剂量的辐照对石墨烯的结构破坏比较大，因而场发射性能反而下降。