石墨烯的独特的单原子厚度的二维平面结构使其拥有着优异的光电性质,在传感器、催化剂、生物和储能等方面都有着极其重要的应用前景。基于石墨烯的这些特点,我们制备了具有不同宏观与微观结构的石墨烯复合材料,并对材料的制备、表征以及应用做了深入的探讨。具体而言,本论文的详细研究内容如下:(1)二维石墨烯/二硫化钼复合材料的制备与性能研究锂离子电池现在备受瞩目,开发高性能的电极材料成为焦点。在这部分工作中,我们制备了二维的氮掺杂石墨烯-二硫化钼复合膜,它是由氮掺杂石墨烯和超薄蜂窝状二硫化钼纳米片组装而成。它独特的层级结构不仅提高电子的传递和锂离子的传输,而且也减轻材料结构在循环过程中的破坏。这种材料具有很高的比容量,优异的循环稳定性和倍率性能。(2)三维石墨烯/二硫化锡复合材料的制备与性能研究在这部分工作中,我们制备了三维的石墨烯-二硫化锡复合材料。它是由负载了片状二硫化锡晶体的众多石墨烯片组装而成。这种相互交联的三维石墨烯使得石墨烯-二硫化锡有着优异的导电性的同时,其极大的表面积也利于活性物质与电解液的接触,使锂离子在其中自由高效地传输。这种材料在电化学测试中显示出非常优异的性能。