近几年,石墨烯与其他形态和性质的材料复合所构建的新型复合材料在超级电容器、传感器、燃料电池等领域展现出巨大的应用潜能。众所周知,复合材料的性能与其成分、结构及形貌密切相关,通过精心设计和调控复合材料的微观结构进而提升材料的性能具有非常重要的意义,也是实现复合材料性能优化的根本措施。在本论文中,我们将石墨烯与金属铜结合,实现了多种结构形态的石墨烯/铜复合材料的制备,并针对其形貌、结构及相关性能展开了深入研究,其主要工作包括:1.采用分子级混合化学法、水热法以及静电吸附自组装法制备出三种不同结构形态的石墨烯/铜纳米复合材料,即二维石墨烯负载铜（RGO/Cu）、三维石墨烯负载铜（3D-RGO/Cu）及石墨烯包覆铜纳米复合材料（Cu@RGO）。结果表明,对于RGO/Cu,还原温度的上升将诱使石墨烯表面铜颗粒尺寸的增加和装载量的降低,同时还原氧化石墨烯（以下简称石墨烯）表面含氧官能团浓度也将有不同程度的降低,其中C=O的还原程度最大;对于3D-RGO/Cu,初始铜盐添加量的增加将导致三维石墨烯表面铜颗粒装载量增加并发现存在添加量极限值,在此过程中铜颗粒始终保持精细结构（3-10 nm）且未发生团聚现象;对于Cu@RGO,该核壳结构复合材料相比RGO/Cu和纯铜展现出更加优异的抗氧化性能,在空气中静置三十天后依旧未发现铜的氧化物及其它杂质的存在。2.对上述三种复合材料修饰电极的葡萄糖检测性能进行研究。结果表明,三种石墨烯/铜复合材料均体现出较为优异的葡萄糖催化能力。其中,RGO/Cu修饰电极的检出限为0.83μM（S/N=3）,灵敏度为62.5μA·mM^-1·cm^-2,检测范围为2.5μM-1500μM。相比较而言,3D-RGO/Cu修饰电极体现出最高的灵敏度(280μA·mM^-1·cm^-2)、最宽的检测范围（0.6μM-3.2 mM）和最低的检出限（0.2μM）;另外,Cu@RGO修饰电极相比RGO/Cu和纯Cu,不仅有着更强的葡萄糖检测能力(检测范围:1μM-2mM,检出限:0.34μM（S/N=3）,灵敏度:150μA·mM^-1·cm^-2),同时在静置三十天后依旧能保持较好的催化能力。除此之外,三种复合材料修饰电极在碱性环境中均体现出优异的抗干扰性、连续性及重现性。3.通过溶液共混法将RGO/Cu、3D-RGO/Cu和Cu@RGO作为导电填料分别填充在聚环氧乙烷（PEO）中获得石墨烯/铜/PEO电磁屏蔽复合材料。结果表明,三种复合材料的屏蔽效能均随着填料填充量的增加而增加,随频率的提升（2-12 GHz）先增加后趋于平稳,且在各个频率范围内均以吸收损耗为主要屏蔽机制。其中RGO/Cu/PEO的渗滤阈值区间为25-30 wt.%,且随着导电填料的增加,电磁屏蔽机制由反射损耗逐渐转变为吸收损耗,屏蔽效能最高可达6.38 dB（12 GHz,35 wt.%,下同）;3D-RGO/Cu/PEO渗滤阈值为25-30 wt.%,在不同的填料填充量下均以吸收损耗为主要屏蔽方式,最高可达11.42 dB;Cu@RGO/PEO相比RGO/Cu/PEO及3D-RGO/Cu/PEO有着更加优异的电磁屏蔽效能（15.97 dB）,更低的渗滤阈值（20-25wt.%）。4.通过化学共沉积的方法将石墨烯作为第二相沉积在铜基体内制备得到石墨烯增强铜基复合材料。结果表明,氧化石墨烯在共沉积过程中成功还原成石墨烯并且以少层的形式均匀分散在铜基体内。纳米压痕的结果证实,石墨烯的加入能显著提升复合材料纳米硬度,并且提升程度在一定范围内随着氧化石墨烯添加量的增加而增加。除此之外,石墨烯的添加使得复合材料晶粒细化,基体内产生微观应力且晶格常数降低。