为了提高石墨烯分散性,本文通过改性将石墨烯高度分散到聚合物膜材料和多孔材料中,研究高分散石墨烯对材料力学性能、吸附性能和电化学性能的提高。将聚乙烯醇接枝到石墨烯上,聚乙烯醇接枝石墨烯复合物(GN-PVA)。针对聚乙烯醇膜材料耐水性差、力学性能差等缺点,研究了GN-PVA复合物对聚乙烯醇膜材料的增强作用。结果表明,GN-PVA/PVA复合膜材料具有更好的抗拉伸强度和阻水性能,而且对紫外光也具有很好的屏蔽作用。通过水凝胶干燥、溶剂交换和乙醇干燥等过程得到了具有3D网络结构的石墨烯-聚乙烯醇(GP)凝胶,然后用CS 2改性GP凝胶得到GPCs凝胶,研究了其对铅离子的吸附能力,并且探究了接触时间、初始铅离子浓度对吸附过程及结果的影响。采用准二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型进行吸附动力学研究,在最优化的条件下GPCs材料对Pb2+的最大吸附值能达到242.7 mg/g,容易分离,且通过EDTA的解吸附可以实现GPC材料的再生。通过原位聚合法,使吡咯单体在GO表面发生氧化聚合从而制得了较好的PPy/GO复合材料。对其结构进行表征,还研究了PPy/GO复合材料对于Cr2O72-的吸附效果。其中探究了GO与吡咯单体的比例,温度,初始Cr2O72-浓度对于吸附过程的影响。其吸附过程很好地遵循准二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型,PPy/GO复合材料对的Cr2O72-最大吸附值达到363.23mg/g。因此使用石墨烯复合材料处理工业废水具有很大的发展前景。