第一章:主要综述了三维石墨烯基纳米复合材料的结构、性能,制备方法、表面功能化以及在多个领域的研究进展和应用。第二章:成功构建了一种基于三维石墨烯-环糊精（3D-G/HP-β-CD）纳米复合材料的电化学手性传感器,用以手性识别色氨酸对映异构体。结果表明3D-G/HP-β-CD纳米复合物不仅具有HP-β-CD超分子手性识别作用,还有3D-G优异的电化学性能。通过将3D-G/HP-β-CD修饰到玻碳电极表面,对色氨酸对映异构体进行手性识别,表现出明显的手性差异,且对L-色氨酸有更高的亲和作用力。进一步研究发现,两种色氨酸的峰电流与一定范围内的浓度（0.5-175 mM）呈线性关系,并表现出低的检出限,L-色氨酸和D-色氨酸的检出限分别为9.6 nM和38 nM。此外,构建的传感器灵敏度高,重现性好,稳定性高,第一次实现了三维石墨烯基纳米材料用于手性识别的应用,并为手性传感提供了一种潜在的新思路。第三章:成功合成了一种HP-β-CD修饰的三维石墨烯（3D-rGO/Fe₃O₄/HP-β-CD）纳米复合材料,将其修饰到玻碳电极表面制备电化学传感平台,用于同时检测五羟色胺（5-HT）,多巴胺（DA）和抗坏血酸（AA）。通过负载Fe₃O₄纳米粒子到三维多孔石墨烯表面,不仅保证了优异的电化学性能和强的催化能力,同时还具有HP-β-CD作为超分子主体分子对客体小分子的高识别能力。基于3D-rGO/Fe₃O₄/HP-β-CD优异的性能,利用DPV在优化条件下对5-HT,DA和AA进行单独和同时检测,表现出明显的氧化峰和增强的峰电流。且同时检测5-HT,DA和AA三种共存的物质时,构建的传感器分别在0.01-25μM,0.05-25μM和10-350μM表现出良好的线性关系,检出限分别为3.3 nM,6.7 nM和3.3μM。此外,构建的传感器用以检测人类血清样品中的5-HT,DA和AA,获得了令人满意的结果,将大大促进电化学传感用于同时检测的研究进展。第四章:通过将3D-rGO/Fe₃O₄-AuNPs/HP-β-CD纳米复合材料修饰到玻碳电极表面,成功设计了一种电化学传感器,主要用于鸟嘌呤（G）和腺嘌呤（A）的同时检测。该传感器利用3D-rGO,Fe₃O₄-AuNPs和HP-β-CD的协同作用,提高了检测的电化学响应。研究证明,通过DPV同时检测G和A时,展现出宽的线性范围和低的检测限,相比于其他的修饰电极,灵敏度也有明显的提高。此外,构筑的传感器用于检测变性鱼精DNA中的G和A时,也取得了好的结果,又一次推动电化学传感器的分析和研究进展。第五章:主要总结了三维石墨烯基纳米复合材料在电化学传感器中的应用,并对该材料潜在的研究方向进行了展望。