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石墨烯（Graphene）和碳纳米管（Carbon nanotubes）具有非常优异的力学、热学和电学等性能,是现今纳米材料领域的研究热点。在聚合物基体中单独使用石墨烯或碳纳米管来制备高性能聚合物基纳米复合材料已经引起了广泛关注并已取得重要进展。但如何改善填料在基体中的分散性以及如何改善复合材料组份之间的界面结合强度仍然是需要解决的关键问题。近年来,由于石墨烯和碳纳米管独特的结构特点及空间构型,二者的共同使用可以发挥协同效应形成具有三维空间结构的石墨烯/碳纳米管复合材料。这种复合材料表现出单一材料所不具备的优异性能,被广泛研究应用于超级电容器,太阳能电池,生物探测和聚合物基纳米复合材料的制备等领域。本文分为三个部分:第一部分是制备乙二胺功能化石墨烯（GS-EDA）/酸化多壁碳纳米管（MWCNTs-COOH）/聚苯乙烯接枝马来酸酐（PS-g-MAH）纳米复合材料（其中控制GS-EDA和MWCNTs-COOH总含量占整体的0.5 wt.%不变,改变GS-EDA和MWCNTs-COOH的比例为0:1,1:1,1:2,2:1,1:0）。通过红外分析（FTIR）、X射线衍射（XRD）研究了功能化填料的表面结构及性质。用电子显微镜（SEM）、电子万能拉伸试验机、差示扫描量热仪（DSC）、热重分析仪（TG）分析复合材料的微观形貌、力学性能及热学性能。FTIR和XRD分析表明:乙二胺成功的接枝到氧化石墨烯表面,碳纳米管经过酸化后成功的带上了羧基（-COOH）基团。拉伸性能分析表明:同时添加石墨烯和碳纳米管时,所得纳米复合材料的拉伸强度比使用单一填料时要高。当GS-EDA/MWCNTs-COOH=1/2时,纳米复合材料的拉伸强度比纯PS-g-MAH提高了16%,弹性模量比纯PS-g-MAH提升了28%。DSC分析表明:石墨烯和碳纳米管协同改性纳米复合材料的玻璃化转变温度（Tg）比单一填料改性时要高。当GS-EDA/MWCNTs-COOH=1/1,所得纳米复合材料的Tg较纯PS-g-MAH提高了6.3 oC。TG分析表明:石墨烯和碳纳米管协同改性纳米复合材料的最大热分解温度(Tmax)比单一填料改性时要高,且都比纯PS-g-MAH高。当GS-EDA/MWCNTs-COOH=1/1时,所得纳米复合材料的Tmax较纯PS-g-MAH提高了4.6 oC。第二部分是根据第一部分内容的研究结果,确定填料的最佳配比,即控制乙二胺功能化氧化石墨烯（GO-EDA）和MWCNTs-COOH的比例为1:1,填料总含量分别占整体的0 wt.%,0.25 wt.%,0.5 wt.%,0.75 wt.%,1 wt.%。再通过熔融共混制备乙二胺功能化氧化石墨烯（GO-EDA）/酸化多壁碳纳米管（MWCNTs-COOH）/高密度聚乙烯接枝马来酸酐（HDPE-g-MAH）纳米复合材料。然后对纳米复合材料的微观形貌、力学和热学性能进行了测试研究。拉伸和冲击性能测试分析表明:杂化填料（GO-EDA+MWCNTs-COOH）的加入明显提高了纳米复合材料的力学性能。与纯HDPE-g-MAH相比,当杂化填料的含量为0.5 wt.%时,纳米复合材料的拉伸强度提高了16%;杂化填料的含量为0.75 wt.%时,冲击强度提升了20%。SEM分析表明:杂化填料在基体中获得均匀分散。DMA分析表明:加入杂化填料后纳米复合材料的储能模量较基体增大,损耗模量峰值向高温方向移动。TG和DSC分析表明:纳米复合材料的热稳定性能提高。第三部分是在第二部分内容的基础上,控制填料的组分和比例不变。用L-天冬氨酸（L-Aspartic acid）作为中间体连接GO-EDA和MWCNTs-COOH,然后制备L-Aspartic/GO-EDA/MWCNTs-COOH（LGC）复合填料。最后通过熔融共混制备出LGC/HDPE-g-MAH纳米复合材料。对LGC复合填料进行FTIR,Raman,XRD等分析,并对LGC/HDPE-g-MAH纳米复合材料进行性能测试。研究结果表明:氨基酸成功通过化学键作用连接了石墨烯和碳纳米管,LGC复合材料在基体中分散均匀。拉伸和冲击性能测试表明,LGC含量的加入,纳米复合材料的性能明显得到提高。与纯HDPE-g-MAH相比,当LGC含量为0.75 wt.%时,纳米复合材料的拉伸强度提高了19%;LGC含量为0.5 wt.%时,冲击强度提高了25%。比第二部分内容只加入杂化填料（GO-EDA+MWCNTs-COOH）时最佳含量条件下的力学性能还要好。DMA分析表明:纳米复合材料的储能模量得到了提高。TG分析表明:当LGC含量为0.75 wt.%时,纳米复合材料的最大分解温度比纯HDPE-g-MAH提高了8 oC。DSC分析表明:LGC/HDPE-g-MAH纳米复合材料的熔融峰温度有所提高。