从被长链烷基三甲基型季铵盐插层的氧化石墨样品的介电谱中观察到了一个不随频率变化的尖峰,这被认为是有序-无序相变引起的。这个相变不是来自氧化石墨,因此一定来自长链烷基三甲基型季铵盐。通过差热分析(DSC)的方法表征了十二烷基三甲基氯化铵、十四烷基三甲基氯化铵以及十六烷基三甲基氯化铵粉末样品,观察到吸放热过程,说明存在相变潜热,从DSC结果中还知道了三个样品相变温度的范围。原位变温XRD表征了十六烷基三甲基氯化铵相变温度前后结构的变化,十六烷基三甲基氯化铵在相变温度后大角区长烷基链的一系列衍射峰消失,并产生了一个新的宽峰,这说明长烷基链层状结构融化变为无序状态。小角区离子层的衍射峰仍存在,只是向小角区移动,层间距变大。宽频介电谱完整的描述了不同频率下十二烷基三甲基氯化铵、十四烷基三甲基氯化铵以及十六烷基三甲基氯化铵的介电响应。十二烷基三甲基氯化铵、十四烷基三甲基氯化铵以及十六烷基三甲基氯化铵在低温区域存在一个弛豫峰,这个弛豫峰由长烷基链绕自身的小角度转动引起。发生相变后,长烷基链融化,晶体由转动有序变为无序,由于离子层层间距的增大导致偶极矩的变大,使得介电常量实部在相变点增大。本文采用改进Hummers方法制备了氧化石墨,然后分别在300℃ 10 Mpa、400℃ 10 Mpa、500℃ 10 Mpa条件下通过氧化石墨加氢反应制备得到了石墨烷粉末样品。然后通过X射线衍射实验(XRD),傅里叶红外光谱(FTIR)的实验手段,对氧化石墨以及石墨烷样品的层间距、官能团进行了表征。证明了我们合成的石墨烷样品层间距官能团都发生了很大变化,并且观察到了碳氢键的信号。最后本文用量子超导干涉仪(SQUID)来测量了氧化石墨以及石墨烷的磁性,实验结果表明石墨烷的铁磁性较氧化石墨有了两个数量级的增大。并且认为石墨烷铁磁性的主要来源在于加氢反应后还原形成的碳氢键。本文还采用控制变量法分别改变合成原料氟化率、氧化时间合成了多批次氟化氧化石墨样品,经XRD、FTIR及Raman Spectra表征了样品,并且对比得到结论我们的氟化氧化石墨样品合成成功,我们还比较了合成产物中上下两层形成的两相之间的差别以及不同合成氟化率和氧化时间对合成效果的影响。就合成效果(氧化率、去氟化率)而言,氧化效果更好的样品产生的缺陷也更多;氧化时间12小时最优;原料的氟化率愈高意味着其结构在氧化中愈不稳定。此外,提纯过程中除去多余的锰对于提高样品的纯度及表征都有重要作用。这也提供了另外一种修饰氧化石墨样品的思路。