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石墨烯是碳材料家族新晋的明星分子，其独特的二维碳原子组成和大面积π-π共轭结构，使其具有优异的光、电和力学性能，石墨烯作为一种新型的电极修饰材料在电化学分析检测领域具有广泛的应用前景。本文选择石墨烯材料作为研究对象，从石墨烯的合成入手，结合其他优势材料进行掺杂改性并将其用于修饰电极的构建，主要研究了改性后的石墨烯在电化学分析检测痕量重金属离子和DNA碱基分子方面的应用。本论文致力于找到一种合适的石墨烯化学还原制备方法，先后构建了三种修饰电极并分别进行了不同的电化学应用研究。具体工作内容和实验结果如下: (1)首先采用电泳沉积法和电化学还原法制得石墨烯修饰玻碳电极(GR/GCE)，然后通过电化学还原沉积的方法构建了金纳米颗粒/石墨烯复合材料修饰电极(ED-AuNPs-GR/GCE)并用于对痕量Cu2+离子的定量检测。Cu2+离子浓度在5nmol/L到100nmol/L的区间范围内与相应DPV信号值呈良好的线性关系，理论检出限为0.028nmol/L(S/N=3)。该方法具有灵敏度高，选择性和稳定性好等特点，实现了对痕量Cu2+的无汞电化学检测。 (2)利用PDDA作为分散保护剂，还原制备得到金纳米颗粒修饰石墨烯材料(CR-AuNPs-GR);通过缩合反应制备了戊二醛交联功能化的壳聚糖醋酸溶液(GA-CS)，使其在酸性条件下稳定存在。结合壳聚糖对重金属离子Hg2+的优异的络合富集能力，构建了CR-AuNPs-GR/GA-CS/GCE修饰电极并实现了对微量Hg2+的富集定量检测。研究表明，该电极在0.3μmol/L～10μmol/L浓度的Hg2+离子范围内，DPV氧化峰电流与浓度呈线性关系，具有良好的选择性和较高稳定性，并有较强的抗干扰能力。 (3)首先，利用离子液体1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐和氧化石墨烯制备了GO-BMIMBF4复合材料，将该复合材料制备成悬浮液并滴涂在玻碳电极表面制备了GO-BMIMBF4/GCE修饰电极，然后通过电化学方法还原氧化石墨烯为还原石墨烯用以增加修饰电极导电性。通过差分脉冲伏安法(DPV)最后考察了该修饰电极对A、G、C、T四种DNA碱基分子单独或同时检测的效果。相较玻碳电极和GR/GCE修饰电极，GR-BMIMBF4/GCE修饰电极单独或同时检测A、G、C、T四种碱基都有明显的信号增强作用，该基础性实验可用于电化学方法直接检测DNA的进一步探索。