石墨烯是近年来发现的一种具有二维平面结构的碳纳米材料,它独特单原子层结构使其具有许多特异的物理和化学性质,关于石墨烯的研究和应用成为当今科学的前沿和热点课题之一。石墨烯的基本结构单元为苯六元环,是目前被发现的最薄的二维材料。目前石墨烯的制备方法有机械剥离法、化学气相沉积法(CVD法)、SiC基底外延生长法、氧化还原法、电化学法、有机合成法和液相直接剥离法等；石墨烯在超级电容器、传感器、太阳能电池、电子器件、催化剂和药物载体等领域有着广泛的应用。由于石墨烯具有如此独特的物理和化学性质以及众多领域的潜在应用价值,实现大规模、低成本、可控制备高质量的石墨烯具有重要意义。由于石墨烯的表面不带任何基团,使的石墨烯很难稳定分散且分散溶剂很少,分散液中溶剂极性或温度等因素的微小变化就能导致石墨烯团聚,也阻碍了制备功能话石墨烯材料。所以用共价修饰石墨烯,一方面能改善石墨烯的分散性,使石墨烯表面带上能够进行后续反应的官能基团；另一方面石墨烯的能带被打开,调节了石墨烯的物理和化学方面的性质,拓展了其在电子器件中的应用。因此,对石墨烯进行共价修饰也是十分必要的。本文从微晶石墨出发,首先对石墨高温高压溶剂化热处理,然后再液相超声剥离,成功制备出高浓度、高质量的石墨烯分散液,然后通过Diels-Alder reaction(狄尔斯-阿尔德反应)对石墨烯进行功能化来改善石墨烯的分散性,制备出水溶性的石墨烯分散液,拓展了在生物医药领域的研究和应用。本研究工作可以总结为一下几点：(1)以微晶石墨为原料,通过N-甲基吡咯烷酮(NMP)高温高压溶剂化热处理石墨,使微晶石墨的层间距增大,然后在不同的有机溶剂中超声2小时,制备出一系列的高浓度、高质量的石墨烯分散液,最大浓度达到0.75mg·mL-1。我们采用拉曼光谱(Raman)、透射电子显微镜(TEM)和原子力显微镜(AFM)对所制备的石墨烯的结构和形貌进行了系统表征和分析,发现我们制备的石墨烯片较大,质量较好、主要由单层或少数几层组成。(2)我们采用一种新颖的的共价键功能化方法—点击化学对上述制备的石墨烯进行修饰。液相剥离的石墨烯与呋喃甲醇进行Diels-Alder reaction(狄尔斯-阿尔德反应)反应,成功制备出呋喃甲醛功能化的石墨烯。红外光谱和拉曼光谱有力的印证了我们已经成功的将呋喃甲醇接枝到液相剥离的石墨烯上。热重分析结果表明呋喃甲醇的接枝率约为14%。呋喃甲醇功能化后的石墨烯水溶性显著改善,能在水中稳定分散3个月。该方法具有呋喃甲醇便宜,DA反应条件温和,无需催化剂等优点。