石墨烯是2004年才被发现的一种新型二维碳质材料,具有优良的电学、力学、光学和热学性质,成为近几年材料研究领域的热点之一。现有石墨烯的制备方法在一定程度上都存在不足,限制了石墨烯材料的应用。本文致力于研究一种易于操作、简便易行的石墨烯制备方法,发明了低温制备石墨烯材料的新方法并发现通过这种方法制备的石墨烯材料具有很高的电化学容量。利用Hummer法制备氧化石墨,考察了两种不同结构的石墨以及不同氧化时间对最后得到氧化石墨的影响。结论表明,制备高氧化度的氧化石墨,氧化时间是影响因素之一,石墨原料的选择也相当关键。在200-400℃下实现了氧化石墨片层的剥离。通过XPS、SEM、TEM、AFM、N2吸附和电化学工作站等手段对制备的石墨烯进行表征,制备的石墨烯材料单片层在80%以上,比表面积达到370 m2/g,具有良好的电化学性质——电化学容量可以达到220 F/g,且循环性能良好。同时系统考察了氧化石墨制备工艺中不同氧化时间、石墨烯制备工艺中负压状态下的不同温度及常压高温等条件对制备的石墨烯材料的性质和性能的影响。结果表明,通过低温法制备的石墨烯材料的电化学性能要优于常压高温法制备的石墨烯材料。同时也进行了石墨烯的掺杂和基于石墨烯材料的纳米结构构筑。成功制备了B和N掺杂的石墨烯;利用气液界面成膜法成功制备了高度有序结构的氧化石墨烯薄膜,通过控制成膜时间可以调控薄膜的厚度。