多金属氧酸盐(简称多酸,POMs)是一类过渡金属(Mo、W等)与氧结合,在原子和分子水平上可调控组成、结构及性能的金属氧簇化合物。多酸在医药、材料、尤其是催化等领域具有广泛的应用价值。随着人类环保意识的逐渐增强,环境友好型多酸催化材料也越来越受到人们的重视。但固体多酸比表面积小,且极易溶于水,作为催化剂难以回收和重复使用,应用的局限性很大。石墨烯(GS)是一直以来备受关注的明星材料。独特的片层结构,决定其具有较大的比表面积、良好的导电性和磁性等特点,可作为复合材料合成方面的优良宿主。本论文以多酸和石墨烯两种材料为构筑单元,采用原位合成方法,制备出系列多酸-石墨烯的复合物(POMGSs),以期达到两种材料结构与性能的完美结合。我们对POMGSs复合材料进行了电化学和催化氧化脱硫性能的实验研究,发现其具有良好的氧化还原性能和优异的氧化催化活性。主要研究工作如下:1.Keggin类型POMGSs复合物的制备、表征及性能研究。选取Keggin类型多酸和石墨烯为构筑单元,采用原位合成的方法制备了Keggin类型POMGSs复合物。探讨了复合物合成的化学计量学问题,尤其是原料的合理配比;采用FT-IR、XRD、TG、Raman与SEM等测试手段对复合物的结构进行表征。结果表明,复合材料中Keggin类型多酸的结构完整,且与石墨烯之间存在着强化学键作用;深入研究了复合物的电化学和催化氧化脱硫性能。结果表明,复合物具有强氧化性和优良的氧化催化脱硫特性。2.单取代Keggin型POMGSs复合物的制备、表征及性能研究。选用单取代Keggin型多酸和石墨烯为构筑基元,原位合成了单取代Keggin型POMGSs复合物;利用FT-IR、XRD、TG、Raman与SEM等测试手段对复合物进行表征。结果表明,单取代Keggin结构依然完整存在于复合物中,且与石墨烯之间存在很强的化学键合;该类复合材料电化学实验研究结果说明,其具有强氧化还原特性。通过催化二苯并噻吩的氧化脱硫实验探究,结果揭示,单取代Keggin型POMGSs复合物具有优良的氧化催化活性。3.原位合成磷钼酸-石墨烯复合物的制备、表征及性能研究。选取磷钼酸和石墨烯为构筑基元,并相比于1、2两项工作,对原位合成工艺的加料顺序等条件做了重大改变,我们成功合成了新型磷钼酸-石墨烯复合物;利用FT-IR、XRD、TG、Raman、SEM与TEM等测试手段表征新型复合材料的结构;对新型复合物的电化学和氧化催化脱硫性能研究。结果表明,改进工艺合成的新型复合材料,较比前一工艺路线合成的产物,具有更强的氧化还原性能和更为优异的氧化催化脱硫活性。