本论文采用化学法和原位聚合法制备了盐酸掺杂态聚苯胺以及石墨烯/聚苯胺复合材料,利用傅立叶红外光谱(FT-IR)、X射线衍射仪(XRD)、拉曼光谱(Raman)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)等分析手段对聚苯胺及石墨烯/聚苯胺复合材料进行了形貌结构的表征,利用矢量网络分析仪对产物的电磁特性进行了研究,并借助第一性原理计算,建立了石墨烯/聚苯胺吸附模型,对其界面相互作用、结合能、电子态密度等进行理论计算,从微观层面解释复合材料介电性能变化机理。实验结果显示,通过化学氧化法制备的盐酸掺杂态聚苯胺具有一定的结晶度,微观形貌呈纳米纤维状。电磁参数的测试结果表明聚苯胺具有良好的介电性能,对电磁波吸收的吸收机制主要是电损耗,但是由于它的磁损耗较小,导致阻抗匹配较差,因而聚苯胺这种单纯的电损耗物质吸波性能较差,合成的聚苯胺在2-18 GHz频段的最大吸收为-11.5dB,并不是一种非常理想的吸波材料。利用原位氧化聚合的方法制备了石墨烯/聚苯胺复合材料,聚苯胺纳米粒子互相缠绕并镶嵌在石墨烯表面。复合材料电磁参数的测试表明石墨烯/聚苯胺属于介电损耗型材料,并且随频率的变化展现出独特的介电响应性能,与纯聚苯胺相比,复合材料的复介电常数虚部以及介电损耗角正切值均表现出增大的趋势,这种现象与偶极子的松弛极化效应紧密相关。第一性原理计算的结果可以证明石墨烯与聚苯胺之间存在杂化的现象,这种分子间的效应有效增强了材料的极化强度。利用水合肼化学还原氧化石墨烯的方法制备单层还原氧化石墨烯并与聚苯胺进行复合,制备了具有特殊结构的RGO/PANI复合材料,聚苯胺纳米纤维规则有序地垂直排列在还原氧化石墨烯的表面。结果表明,复合材料的介电性能与苯胺的浓度密切相关,苯胺浓度过低和过高,都不能形成PANI定向包覆RGO的特殊结构,只有满足最佳合成条件(0.07mol/L)时才能获得最佳的介电损耗性能。第一性原理计算验证了石墨烯与聚苯胺之间的相互作用以及电荷转移,并且电荷的重新分配导致极化作用的增强。与纯聚苯胺相比,RGO/PANI复合材料的吸波性能得到了显著提高。在所制备的四组样品中,当苯胺浓度为0.07mol/L时电磁波吸收性能最为优异,当厚度为4 mm时,在12.4GHz附近出现最低反射损耗峰,最大吸收达到-43dB。