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电介质材料在现代电子器件中具有重要的应用，例如电容器，天线以及场发射器等。不同领域对材料介电性能的需求不同，例如CMOS层间介质需要材料具有较低介电常数，大容量电容器和绝缘电缆等需要材料具有高介电常数和低介电损耗，因此有效调控材料的介电性能对满足各种应用的需求具有重要意义。石墨烯(GN)具有优异的电学性能和机械性能并且能够自组装形成二维以及三维结构使其在介电性能调控领域具有显著的优势，在可变电介质以及智能材料领域有广泛应用前景。 本论文研究了多孔材料介电性能的调控规律，从有效场理论出发建立了两种多孔材料的理论介电模型，可以准确预测不同气孔率下通孔材料和闭孔材料的介电常数，其中通孔结构因子β=1，闭孔结构因子β=3。并实验上制备了一种3D氧化石墨烯多孔材料(GOF)，GOF具有轻质可压缩特性，施加不同压力可以改变其气孔率，从而有效调控介电性能。实验表明本文提出的介电模型，可以理论预测GOF的介电常数变化规律。GOF介电损耗随气孔率的变化在低频和高频表现出不同的耦合状态，由于电导渗流的影响，在低频处于解耦状态，而在高频处于耦合状态。 为了阻止石墨烯片形成导电网络，从而降低介电损耗，本论文进一步制备了石墨烯纳米片(GNS)/二氧化钛纳米管(TNT)的多孔复合材料，并研究了氧空位和晶型等因素对材料介电性能的影响规律，发现引入氧空位可以提高材料的介电常数，锐钛矿TNT介电常数增长了233％，GNS/TNT介电常数增长了57％;经过退火处理后，TNT由非晶转换为锐钛矿相也可以提高材料的介电常数，GNS/TNT的介电常数增长了83％。相比于GOF，GNS/TNT的介电损耗在全频段都有显著的降低。这种GNS/TNT复合材料为调控低损耗材料的介电性能提供了参考。