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石墨烯复合材料可广泛应用于传热、能源或者催化等领域。因此，石墨烯复合材料的制备研究对促进其在更多领域中应用具有重要的意义。本论文主要阐述了几种石墨烯复合材料的制备与性能表征。 首先，选用石墨烯片与球形氧化铝(Al2O3)、棒状的氧化镁(MgO)以及片状的MgO导热填料分别制备了三种石墨烯复合导热硅脂，选用热导率测试仪测试所有样品的热导率，然后再将样品装配到CPU系统中测试其具体的散热性能，探究石墨烯片和球形、棒状以及片状导热填料之间的协同散热性能。 其次，以高锰酸钾和氨基酸为原料，采用水热法制备了梭形碳酸锰(MnCO3)，然后以梭形MnCO3为原料与氧化石墨烯(GO)组装了MnCO3/GO复合物，再经过热处理后制备了石榴状的氧化锰/还原石墨烯复合材料（MnO/RGNs），并以梭形MnCO3为原料组装了氮掺杂的氧化锰/还原石墨烯(N-MnO/RGNs)和多壁碳纳米管的氧化锰/还原石墨烯(MnO/RGNs/MCNT)，并通过XRD、SEM、TEM和BET等表征方式测试了样品的形貌结构和性能。 再次，以高锰酸钾和尿素等物质选用水热的方法制备了线形的二氧化锰(MnO2)，然后以此为原料与氧化石墨烯(GO)组装了MnO2/GO复合物，再经过热处理后制备了线形氧化锰/还原石墨烯复合材料(MnO/RGNs)，并以线形MnO2为原料和多壁碳纳米管组装了氧化锰/还原石墨烯(MnO/RGNs/MCNT)，并通过XRD、SEM、TEM和BET等表征方式测试了样品的形貌结构和性能。 最后，以葡萄糖为碳源，选用碳酸钠(Na2CO3)为模板剂通过加热一步制备大孔类石墨烯粉体，该方法制备的大孔类石墨烯材料具有较大的比表面积，其值可达到600m2/g以上。同时以这种类石墨烯材料为载体制备了C/Fe3O4、C/TiO2/Ag和C/TiO2/Ag/Fe2O3三种复合材料，并以XRD、SEM和TEM表征了上述样品的结构与形貌。