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石墨烯独特的结构和优良的理化性质使其在生物、能源、电子器件和高分子材料等领域具有巨大的应用前景。本文在综述石墨烯功能化的最新研究动态的基础上,针对当前石墨烯功能化、结构和性能方面存在的问题,合成了末端芘基化超支化聚三唑,通过π–π作用非共价键修饰石墨烯,对所得功能化石墨烯的结构、性能以及超支化聚三唑和石墨烯之间的非共价键作用规律进行了深入研究。主要包括以下工作:利用“一锅法”缩聚反应合成超支化聚三唑分子(HBP),然后将合成的叠氮化含芘小分子(Py-N3)通过“点击化学”的方法可控接枝到HBP的末端,分别得到了末端含有不同比例Py的HBP-Py(10%、30%、49%)。通过π–π作用非共价键法修饰到石墨烯表面,得到HBP-Py(10%、30%、49%)-FG。结果表明:HBP-Py的接枝量远大于链状聚合物,其中以HBP-Py10%最为合适,HBP-Py10%在石墨烯表面的接枝量可达55%,同时末端还有大量未反应的炔基,为石墨烯的进一步功能化提供了大量的反应位点。所得HBP-Py10%-FG具有良好形貌特征,并且在多种有机溶剂中均能均匀分散,在氯仿中的分散浓度可达5.9±0.5 mg/mL。研究了末端芘基化超支化聚三唑非共价键修饰石墨烯的合成工艺。以HBP-Py10%-FG为研究对象,进行进一步的接枝,并设计了两组对照实验:(a)先接枝后作用,即先在HBP-Py10%末端分别修饰上磺酸基团(-SO3H)和含有8个碳原子的链状分子(-C8),合成HBP-Py10%-SO3H和HBP-Py10%-C8,再通过非共价键修饰到还原氧化石墨烯(RGO)的表面;(b)先作用后接枝,即先将HBP-Py10%以非共价法修饰到RGO的表面,得到HBP-Py10%-FG,再将-SO3H和-C8接枝到HBP-Py10%的末端。结果表明接枝方式的不同对于超支化分子和石墨烯的非共价作用有很大影响,且-SO3H的引入极大改善了HBP-Py10%-FG在水中的分散性。