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石墨烯作为一种应用前景较好的材料，其表现出许多新奇的物理化学性质，例如，较大的比表面积、良好的导电性、卓越的机械强度、易功能化的二维结构。基于这些特有性质，石墨烯被广泛应用于电化学传感器以及生物传感器的电极修饰材料。针对如何提高石墨烯在电极材料中所表现出的优异性能，扩展其在电化学中的应用，有必要对石墨烯的复合材料进行研究。石墨烯基纳米复合材料在保留了石墨烯原有特性的基础上还具备了纳米材料的性质，其在电化学方面有很广泛的应用价值。本论文基于石墨烯基金属氧化物纳米复合材料以及PDDA功能化的石墨烯纳米材料进行了系统的电化学研究。论文的主要部分如下：1.通过采用物理吸附、原位还原、一步合成的方法，制备出了三种不同的氧化亚铜-石墨烯复合材料（Cu2O-rGO），并将这三种材料修饰在玻碳电极表面，构建了三种H2O2的传感器。使用扫描电子显微镜（SEM）观察复合材料的形貌，揭示不同复合材料中Cu2O的形貌及其与石墨烯的结合情况，结合X-射线衍射光谱（XRD），确定材料的晶体结构，实验表明，通过不同方法合成出来的Cu2O-rGO具有不同的形貌及晶型结构。电化学实验表明，相比Cu2O纳米颗粒，复合纳米材料对H2O2的催化效果更好，物理吸附法制备的材料表现出相对良好的电化学催化活性。基于其制备的传感器表现出更高的灵敏度，更宽的线性范围和更好的稳定性，Cu2O-rGO复合材料构建的无酶H2O2传感器具有简单、灵活和低成本的优点，这为发展新型的无酶H2O2传感器提供了新的方法。2.合成了由二氧化锰纳米棒（MnO2NRs）和金纳米颗粒（Au NPs）以及石墨烯（rGO）组成的Au-MnO2-rGO三元纳米复合材料，使用扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）观察MnO2NRs、Au NPs的形貌及它们与rGO结合的情况，通过能量分散光谱（EDS）确定材料中所含的各元素，X-射线衍射光谱（XRD）表征材料中MnO2NRs和Au NPs的晶型结构。实验发现，rGO和MnO2之间的相互作用一方面增强了材料的导电性，另一方面使材料在电极表面的稳定性得到了改善。复合材料中小尺寸的Au NPs的存在进一步提高了传感器对H2O2的催化还原能力，各组分的协同作用提高了Au-MnO2-rGO对H2O2的催化活性。研究表明，该传感器具有灵敏度高，线性范围宽，稳定性好的优点；尤为重要的是，传感器可以在低电位检测H2O2的还原，避免了在高电位下通过化学氧化检测H2O2时AA对检测带来的干扰3.采用聚二烯丙基二甲基氯化铵（PDDA）对还原石墨烯rGO进行功能化得到PDDA-rGO，实验表明，PDDA的引入提高了rGO在水溶液中的分散性和稳定性，采用PDDA修饰的rGO复合材料作为电极修饰材料构建了NaNO2传感器，传感器具有较好的传感性能，同时存在较强的抗干扰能力，应用此传感器实现了引用水中亚硝酸盐含量的测定。