石墨烯是一种新型的排列得像蜂窝状、sp2杂化的单层芳香碳原子片状纳米材料,自2004年被成功的制备出来之后,便因其具有原子级的厚度、优异的导电性能、巨大的比表面积(2630m2/g)、出色的电化学和热力学稳定性等特性引起了科学家们广泛的研究兴趣。这些优异的性能使石墨烯在超级计算机、超硬超轻材料、电池电极材料、柔性导电材料、催化剂载体材料、纳米电子器件、光子传感器、晶体管和医学等领域具有广阔的应用前景。在本文中我们主要研究了石墨烯在电化学分析检测和吸附重金属离子等方面的应用。首先,我们利用石墨烯作为载体材料,用芘丁酸通过酯化反应在温和的反应条件下对葡萄糖氧化酶进行改造,使酶表面具有大7π环的基团,然后通过7π-π叠加作用将生物酶和石墨烯进行层层组装,制备检测范围广、灵敏度高的生物酶传感器。用石墨烯作为生物酶的层间媒介将会大大增强酶与电极之间的电子传递效率,使所组装的生物传感器具有响应速度快,灵敏度高等特点。然后,我们利用石墨烯组装了一种灵敏度高、检测范围宽的重金属离子检测传感器。将金电极表面用带羧基的重氮盐进行改性,使之表面带有羧基,有利于进一步的改性；然后利用羧基与羟基之间酯化反应将芘甲醇接到电极表面；最后将石墨烯通过7π-π叠加作用固定在金电极的表面,用于检测溶液中的铜离子和铅离子。最后,我们对比研究了石墨烯和芘丁酸改性的石墨烯对重金属离子的吸附作用,结果表明,经过芘丁酸改性的表面带有负电荷的石墨烯表现出较好的重金属离子吸附性能。