石墨烯具有出类拔萃的电学性能、热学性能、机械性能等,在各个领域体现出良好的应用前景。目前石墨烯以纳米片形式被广泛应用,其主要应用形式分为两类:一类是以石墨烯纳米片分散形式进行应用,例如高分子复合材料的填料、导电油墨、涂料的填料等;另一类是以石墨烯纳米片的组装体来进行应用,例如薄膜、气凝胶等。上述这两种应用形式都大量涉及石墨烯与液相的表界面行为。石墨烯纳米片分散形式的应用主要关注石墨烯与液相环境表面能匹配导致的相容性,要求石墨烯具有亲液性从而有助于石墨烯分散与液相中。而石墨烯组装体形式的应用主要考虑石墨烯在液相环境下的界面相互作用力,要求石墨烯具有疏液性从而能够实现石墨烯间的组装。为此,本论文中我们主要开展石墨烯纳米片在水相环境中的驱动分散行为和自组装行为研究,通过调控石墨烯表界面修饰状况和液相体系来分别实现石墨烯分散和自组装的目的,并在此基础上探索相关材料的应用和构效关系。本论文主要包括以下三个部分:（1）聚醚辅助石墨烯水相分散性能研究及可再分散石墨烯块体材料制备。以电化学剥离的石墨烯纳米片和5种聚醚高分子为原料,通过液相共混和干燥制备得到石墨烯/聚醚复合物。通过扫描电子显微镜、原子力显微镜、紫外可见吸收光谱、拉曼光谱等手段表征发现随着聚醚含量比例的增加,石墨烯/聚醚复合物的再分散性逐渐增加。进一步研究发现聚醚辅助石墨烯再分散性能与聚醚水溶液在石墨烯表面接触角相关,两者一并体现了聚醚与石墨烯间的亲和力。根据石墨烯/聚醚复合物的再分散性能,得出聚醚P123对石墨烯辅助分散能力最优。将聚醚P123与石墨烯纳米片共混,可以制备得到密度为1.5 g/cm3、石墨烯含量约为10%、再分散率可达100%的石墨烯块体复合物。（2）石墨烯纳米片水相主动式驱动分散行为与吸附应用研究。为了解决石墨烯块体复合物分散需要外界供能、分散效率低的问题,我们参考泡腾片的形式,将柠檬酸和碳酸氢钠加入石墨烯/聚醚复合物中,制备得到了石墨烯块体泡腾片。柠檬酸和碳酸氢钠在水相中反应产生的大量二氧化碳气体逸出,促使泡腾片结构崩解并驱动泡腾片中的石墨烯纳米片分散至水中。为了在保证分散性的情况下,实现泡腾片中石墨烯含量的最大化,我们探索得到了石墨烯泡腾片配方中石墨烯/柠檬酸/碳酸氢钠/聚醚的质量比为1:3:3:1的优化条件。优化条件下的石墨烯泡腾片,石墨烯质量分数高达12.5%,且能够在1 min内完全泡腾完毕。我们以此石墨烯泡腾片为水相吸附剂,成功实现了对水体中染料和重金属离子污染物的吸附。（3）石墨烯纳米片马兰戈尼效应气液界面自组装及自组装纳米薄膜防腐蚀性能研究。利用低表面张力液体在高表面张力液体接触形成表面张力梯度的马兰戈尼效应,将石墨烯乙醇分散液滴加在水相表面,制备得到了自组装的石墨烯薄膜。并通过改换水相环境为BN纳米片水分散液,制备得到了石墨烯/BN复合薄膜。系统研究了自组装薄膜的形貌、纳米片分布和厚度状况,发现自组装形成的薄膜均匀性优于传统滴铸方法和旋涂方法制备的薄膜,厚度为数纳米。将石墨烯纳米薄膜和石墨烯/BN纳米复合薄膜作为防腐蚀涂层用于不锈钢表面,研究了薄膜的腐蚀防护性能。