纳米材料也因其独特的光、电、催化等性质为不同学科，诸如化学、物理、生物、材料、电子和医学等的发展带来新的活力。功能化纳米材料是目前纳米技术中的研究热点之一，也是其中最为活跃、最接近应用的重要组成部分。碳以及贵金属纳米材料在纳米技术发展以及应用领域中显现出巨大的潜在价值。本论文课题正是以碳材料中最为新颖的石墨烯和碳量子点为研究对像，主要以基于石墨烯纳米复合物的合成、组装以及电化学应用展开，探索其在电化学传感、电化学能源存储以及其它领域的应用。另一方面，我们也着眼于贵金属功能化纳米材料所具有的独特的电催化性能，构建基于贵金属Pd的纳米合金结构并发展高效的纳米电催化剂，以拓展贵金属功能化纳米材料在燃料电池中的潜在应用。主要研究内容如下:　　 1.(a)以葡萄糖等一类还原性糖为还原剂发展了制备石墨烯的绿色简单方法。糖类物质的加入不仅可以有效地还原石墨烯氧化物，而且糖类物质及其氧化产物也可以同时稳定所合成的产物，这为大规模制备水溶性的石墨烯提供了一个新的途径。利用葡萄糖还原制备的石墨烯作为电极材料对儿茶酚胺一类化合物（多巴胺，肾上腺素和去甲肾上腺素）有良好的电催化能力。(b)采用水热处理豆浆的方法首次合成了氮掺杂的荧光碳点。所合成的荧光碳点不但表现了良好的荧光特性，同时对氧还原表现了很好的电催化效果。　　 2.(a)利用一步阴极电化学沉积方法制备了石墨烯/二氧化锰纳米墙结构，实现了石墨烯氧化物的还原以及二氧化锰的同步形成。所合成的产物具有良好的电化学行为。(b)采用一步电化学共电沉积的方法制备了石墨烯氧化物/聚吡咯纳米复合材料。在这个过程中，石墨烯氧化物不但是作为一种弱电解质，而且在电化学聚合过程中实现了一步电化学掺杂、包覆。所制备的产物作为超级电容器的电极材料表现了良好的电化学性能及其稳定性。(c)利用水热方法合成了三维多孔的石墨烯-离子液体纳米结构，所得到的纳米材料具有良好的导电性、大的比表面积，从而提高了其作为电容器材料的电化学性能及其稳定性。　　 3.(a)以三氯化钛为还原剂和前驱体利用一锅、水相方法合成了高质量的石墨烯/二氧化钛复合物的纳米片，得到的产物具有良好的光电流信号响应。(b)基于静电层层自组装方法构建了离子液体保护的石墨烯与柠檬酸保护的Pt纳米粒子的三维纳米杂化膜{石墨烯-离子液体/Pt纳米粒子}n，所得到的这种三维杂化膜对氧气的还原表现出很好的稳定性及电催化还原能力。(c)通过原位还原的方法合成了二维的石墨烯氧化物/二氧化硅/Au三元纳米杂化材料，所得到的复合物有良好的分散性，且对4-硝基苯酚有良好的催化还原能力。(d)通过静电相互作用构建了功能化的石墨烯/二氧化锡与贵金属纳米粒子的杂化体系，所制备的石墨烯/二氧化锡/贵金属纳米粒子的杂化体系作为电极材料实现了葡萄糖的无酶电化学传感。(e)通过原位还原的方法合成了二维的石墨烯/二氧化锡/Pt杂化材料，产物对4-硝基苯酚有良好的催化还原能力。　　 4.(a)以碲纳米线为牺牲模板和还原剂制备了高质量且具有高长径比的PdM(M=Pt，Au)合金纳米线。其中Pd的引入对产物纳米线结构的合成起到了关键性的作用。所合成的合金纳米线在碱性条件下对一些小分子，如乙醇，甲醇和葡萄糖展现了良好的电催化性能。(b)采用模板法在常温下水相合成了高质量的AuPtPd三元合金纳米线，产物对乙醇展现了良好的电催化性能。(c)发展了一种快速、普遍且简单有效的方法合成了PdPt合金纳米海绵结构，所合成的PdPt合金纳米海绵结构在碱性环境中对乙醇和甲醇有很好的电催化效果。