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石墨烯，作为一种新型的碳纳米材料，自2004年被首次从石墨中分离并发现，其特殊的结构及优异的物理性质激发了人们的广泛关注和研究。理想的单层石墨烯具有高达97.7％的透光率和室温下高达15000 cm2V-1s-1的电子迁移率。石墨烯在诸多领域具备潜在的应用价值，尤其是透明导电薄膜领域。目前，利用化学气相沉积法合成大面积高质量的石墨烯薄膜、高效转移工艺的探索及其面对不同应用需求而进行性能优化等相关研究正逐渐成为热点。 本论文首先利用自主搭建的化学气相沉积装置在常压条件下成功制备出了低缺陷、高质量的单层及少层石墨烯薄膜。针对常规的化学刻蚀法转移石墨烯薄膜耗时长、损耗大等缺点，提出了一种新型的两极同步电化学转移石墨烯制备工艺，在电解池的阳极端加正电压加速溶液对金属生长基底的氧化刻蚀;在阴极端利用生成的氢气达到将石墨烯薄膜与金属基底剥离的目的。该工艺在显著提升转移效率的同时，能够保证石墨烯薄膜的质量几乎不受到影响，并且可以通过调节阴阳两极的电子得失，获得不同p型掺杂程度的石墨烯透明导电薄膜。我们还成功实现了阴极端转移剩余铜箔金属生长基底的循环重复再利用，大大地降低了石墨烯薄膜的转移成本。 针对铜纳米线透明导电薄膜耐受性差、易氧化导致光电性能下降等缺点，结合石墨烯薄膜在抗氧化腐蚀方面的相关性质，利用化学气相沉积法生长的石墨烯及非水溶剂法合成的铜纳米线制备出了石墨烯/铜纳米线复合透明导电薄膜，透过率为75.7％、方块电阻14Ω/sq。对复合薄膜在不同基底、不同温度湿度环境中进行了长时间的电阻测试，复合薄膜能够在180天保持电阻值小于2倍初始电阻的有效导电性能，其稳定性与单独铜纳米线相比大大提高。我们通过拉曼光谱、X射线光电子能谱多种技术对复合薄膜进行跟踪表征分析，揭示了铜纳米线的两步式氧化过程，并对石墨烯的抗氧化机理进行了推断。 发现以钛酸正四丁酯为前驱体通过溶胶凝胶法制备得到的二氧化钛溶胶与铜纳米线薄膜相结合，并利用氢气还原性气氛处理，得到的复合薄膜在促进铜纳米线电化学稳定性的同时，可以获得具有改善的光电化学性能的黑色二氧化钛材料。在铜纳米线辅助层与氢气处理的双重作用下，二氧化钛纳米结构中出现了大量的羟基基团与氧空位，形成了非化学计量比的TiO2-x。制备得到的黑色二氧化钛材料具有比原二氧化钛高出数倍的光电流密度、光生致氢效率以及载流子密度。这种将优越的光电化学性能及良好的电化学稳定性两者结合到一起的复合的铜纳米线/黑色二氧化钛材料能够在太阳能电池、光催化剂电化学领域存在广泛的应用前景。