多金属氧簇是一类具有丰富拓扑结构和化学组成的单分子簇合物，在催化、光、电、磁等方面均展现出优异的性质及广阔的应用前景。然而，其通常以晶体或固体粉末的存在形式以及较差的pH稳定性，限制了多金属氧簇的实际应用。因此，如何弥补这些不足，实现多金属氧簇的材料化成为多金属氧簇学科中的研究重点。在本论文中，我们以多金属氧簇与石墨烯间的电子转移作用为驱动力，通过多种非共价组装方法，将多金属氧簇与具有优异性质的石墨烯复合，制备得到了不同类型的多金属氧簇/石墨烯复合材料，并研究了此复合材料的新颖特点及其协同功能应用。论文的研究工作主要包括以下三部分内容：1、通过电化学还原法制备了多金属氧簇/石墨烯复合材料，并显著提高了多金属氧簇的电化学性质，可用作高效储锂的正极活性材料；2、以阳离子表面活性剂包覆多金属氧簇得到的簇基复合物作为超分子表面活性剂，通过相转移法制备了簇基复合物/石墨烯复合材料，并研究了此复合材料的结构特性；3、将此相转移法拓展到以多金属氧簇为核、聚合物为臂的星形簇基聚合物，制备了簇基聚合物/石墨烯复合材料，此复合材料与聚合物基体具有良好的相容性，可作为新型纳米填料增强聚合物涂层的机械性能。以上工作为多金属氧簇复合材料的高效制备以及功能协同等关键科学问题提供了新的解决思路，有望开辟一类新型的多金属氧簇/石墨烯功能复合材料并带来新的应用前景。同时也为制备可低极性分散的石墨烯复合材料以及石墨烯的可控聚合物功能化提供了新方法。