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随着纳米科技的进步和纳米新材料的不断涌现,磁性纳米粒子特有的磁学性质和表面易修饰性使其在细胞靶向、药物传送等生物医学检测和有机催化反应等领域有着广阔的研究和应用前景。磁性纳米粒子与氧化石墨烯形成的各种复合物不但可以作为一种新型磁性回收纳米复合物,直接用于生物医学检测和有机催化；还可以作为一种磁性纳米复合载体,负载其他功能性物质,并赋予其磁性回收性和稳定性。为此,本论文在前人研究成果的基础上,围绕磁性纳米复合物的制备及其在生物医学检测和有机催化反应中的应用,开展了下述研究：(1)基于金-四氧化三铁(Au-Fe3O4)纳米粒子异质结构,对其表面分别功能化,得到了能对癌细胞进行双模式成像和量化检测的多功能磁性纳米复合探针：(2)基于四氧化三铁(Fe3O4)纳米粒子具有催化醛、炔和胺的A3-偶联反应的性质,以五羰基铁和氧化石墨烯(GO)为原料,高温一步分解法制备了四氧化三铁-还原态氧化石墨烯(Fe3O4-rGO)磁性纳米复合物,并将该复合物进一步用于该类反应的催化研究；(3)以聚乙烯亚胺(PEI)和3,4-二羟基苯甲醛化学修饰GO,后通过化学组装和原位生成法分别将Fe304纳米粒子和Pd纳米催化剂负载在GO表面,制备了Pd/Fe3O4/PEI/rGO纳米复合物,并将该复合物用于Tsuji-Trost反应的催化研究。本学位论文共分四章,简述如下：第一章：前半部分简要介绍了磁性纳米材料的性质、功能化方法及其在生物医学和有机催化中的应用。后半部分简要介绍了GO的磁性功能化方法,以及纳米催化剂对催化炔、醛和胺的A3-偶联反应和Tsuji-Trost反应的应用。第二章：利用Au-Fe3O4磁性纳米粒子异质结构,借助聚乙二醇衍生物的生物相容性和水溶性,本章将叶酸、铕配合物和异硫氰酸荧光素等功能分子化学偶联在异质结构纳米粒子两端,合成出一种Au-Fe3O4磁性纳米复合探针。该纳米探针不但能有效对叶酸受体过度表达的HeLa细胞进行磁共振／荧光双模式成像,而且能通过荧光／紫外双模式滴定量化检测HeLa细胞。研究发现,该复合物对HeLa细胞的最低检测限达100个。第三章：基于Fe304纳米粒子本身具有催化醛、炔和胺的A3-偶联反应的性质,以五羰基铁和氧化石墨烯为原料,通过一步热分解反应在石墨烯表面原位生成粒径均一的Fe3O4纳米粒子,同时五羰基铁分解产物CO将GO转化为rGO。所得到的Fe3O4-rGO磁性纳米复合物对醛、炔和胺的A3-偶联反应表现出了极高的催化活性,而且在外磁场作用下可实现多次循环催化。第四章：为了解决贵重金属催化剂在催化过程中易团聚、稳定性差和难分离回收等缺陷,本章以氧化石墨烯作为贵重金属纳米催化剂的载体。首先以聚乙烯亚胺(PEI)和3,4-二羟基苯甲醛化学修饰氧化石墨烯,然后通过化学组装和原位生成法分别将Fe304纳米粒子和Pd纳米催化剂负载在GO表面,制备了Pd/Fe3O4/PEI/rGO纳米复合物,并将该复合物用于Tsuji-Trost反应的催化研究。该纳米复合物对空气和水体系中的Tsuji-Trost反应具表现出了优秀的催化活性。更为重要的是,该纳米催化剂在第30次循环时仍然保持92%以上催化产率。