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氧化铈纳米粒子具有本体氧化铈的性质，如能快速产生氧空位，具有很高的储氧能力，同时又因为尺寸小而具备纳米材料的小尺寸效应、量子效应、表面效应和生物亲和效应，因而比本体氧化铈有更好的应用价值。 本文以天然石墨为原料，通过Hummers法制备得到在水溶液中分散良好的氧化石墨烯，然后以氧化石墨烯为基底，以氯化铈为铈源，通过“一步法”制备得到石墨烯负载氧化铈纳米复合材料，并且尝试通过优化实验参数来调控纳米复合材料的形貌和性能。主要的研究结果如下: 1、采用Hummers法氧化天然石墨成功制备得到在水中分散良好的氧化石墨烯，然后使用SEM、TEM表征了氧化石墨烯的形貌是薄层的片状，其大小为500nm到1μm，使用AFM表征了氧化石墨烯的厚度为1 nm左右，使用UV-vis、FT-IR、XRD、XPS、Raman、TGA等手段表征了氧化石墨烯的化学结构，说明氧化石墨烯含有羟基、环氧基、羧基、羰基等含氧官能团; 2、以氧化石墨烯为支持的载体，以氯化铈为铈源，通过水热法制备了石墨烯负载氧化铈纳米复合材料，并用SEM和TEM表征了所制备纳米复合材料的形貌，使用XRD表征了石墨烯表面氧化铈是属于面心立方晶格结构，用UV-vis、FT-IR、XPS、Raman和TGA表征了纳米复合材料的化学结构，证明氧化铈纳米粒子已经成功负载于石墨烯表面，粒径在10nm以内; 3、通过改变实验参数探讨石墨烯负载氧化铈的最佳制备条件，同时尝试研究其反应机理。本文通过考察碱和氯化铈的浓度、反应温度对产物形貌的影响来研究石墨烯负载氧化铈的生长机理，发现氯化铈浓度较低时形成颗粒，氯化铈浓度较高时形成纳米棒，因此可推测石墨烯作为一个承载氧化铈的基质能起到调控粒径的作用，同时还能起稳定作用，使氧化铈纳米颗粒能稳定地分散于水溶液中长达数十个月。 4、构建石墨烯负载氧化铈修饰电极，并研究修饰电极在多巴胺检测中的应用，发现石墨烯负载氧化铈修饰电极能在0.5 mM DA和1mM AA溶液中对DA有很好的识别。