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近年来，碳纳米材料由于其独特的结构和性质，不断吸引着众多科学家对其展开深入研究和探索。大部分碳纳米材料具有极强的疏水表面，在溶剂中会发生团聚效应，影响其原有的由材料尺寸所决定的性质，需要对碳纳米材料进行多功能化改性，以满足实际应用对其水溶性和稳定性的基本需求。利用聚合物修饰碳纳米材料，不仅可以极大提高碳纳米材料稳定性，还赋予碳纳米材料新的其他性能。在此背景下，“智能”的刺激响应性聚合物，便成为了可用于碳纳米材料多功能化的理想材料之一：刺激响应性聚合物和碳纳米材料的有机结合，在提高碳纳米材料水溶性和稳定性的基础上，赋予了碳纳米材料新的刺激响应性质。首先，利用温度刺激响应性聚合物聚异丙基丙烯酰胺（PNIPAAm）对石墨烯进行共价修饰，通过原子自由基加成法成功制备GO–PNIPAAm复合物。该复合物在低温时具有良好的水溶分散性，在高温时会发生团聚。同时，温度控制的GO–PNIPAAm复合物的相转变形态与体系中的水含量密切相关，在不同的条件下GO–PNIPAAm复合物呈现不同的形态。将GO–PNIPAAm复合物抽滤成膜，可通过NIR光照射控制复合物膜表面的亲疏水变化。但是，这种共价功能化碳纳米材料的方法依然面临着难以保持甚至破坏纳米材料自身特性、所得复合材料在极端条件下分散稳定性较差、适用范围窄几大瓶颈问题。针对以上问题，本文采用温度刺激响应性聚合物葡聚糖基聚（N-异丙基丙烯酰胺）（DexPNI）对碳纳米材料进行非共价功能化改性。利用该聚合物可以对碳纳米管、碳纳米角、石墨烯等多种碳纳米材料进行分散改性，改性后的碳纳米材料具有良好的分散稳定性；且可利用外界温度和NIR光刺激“智能地”调控纳米材料的吸收和荧光特性以及聚集状态。在利用DexPNI非共价功能化改性氧化石墨烯的过程中，发现了高温状态DexPNI修饰的GO复合物会发生沉淀聚集，利用这一特性，开发设计了一种基于石墨烯的可回收的高效智能催化剂。该催化剂以石墨烯为载体，金铂核壳结构双金属为催化位点，DexPNI为温度刺激响应因子。该体系的光学性质和催化活性与温度密切相关：当温度高于LCST时，悬浮液的颜色、透明度、UV-vis吸收波谱发生变化，同时以金铂核壳结构双金属催化剂的对硝基苯酚还原反应停止。这种温度响应特性不仅能够用于反应速率的调控，还可以利用温度的升高和降低关闭和开启化学反应，同时利用高温状态催化剂沉淀聚集还可以对其进行回收再利用。