氧化石墨烯(GO)作为一种新型碳纳米材料,具有二维单原子层结构、丰富的表面活性基团以及巨大的比表面积等特点。通过采用非共价和共价的方法对GO表面官能团进行改性,可制备具有特定官能团类型的复合材料。因其优异的性质,在作为吸附材料、敏化材料、导电材料等方面展现出巨大的应用前景。本论文主要是基于GO这种新型纳米材料,对其进行改性制备功能化材料。一方面利用功能化材料的吸附性能对贵金属进行吸附,另一方面结合电化学传感器对金属离子含量进行测定。主要工作如下:第一部分:氨基改性三维石墨烯对环境中贵金属离子的吸附研究。本章节利用三乙烯四胺(TETA)对GO进行氨基化改性,并合成三维石墨烯结构,以增强其对贵金属的吸附能力。通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线粉末衍射仪(XRD)、红外光谱法(FT-IR)和X射线光电子能谱(XPS)、BET比表面积测试等物理手段进行表征,结果证明成功合成氨基改性三维石墨烯吸附材料。同时从pH值、吸附时间、吸附率三个方面对氨基改性三维石墨烯(N-3DG)进行吸附条件优化。实验结果表明,吸附材料在pH值为3,吸附时间为120 min时达到吸附平衡。另外从理论上通过拟合吸附模型的方式为N-3DG的吸附提供理论依据。在此基础上,将其应用到以海水和湖水为基质的实际样品中吸附贵金属Au(III)和Pd(II),使用ICP-MS进行测定,吸附材料N-3DG表现出较好的吸附性能,回收率均在80%以上。第二部分:双金属纳米粒子/L-半胱氨酸改性氧化石墨烯传感器测定水中的Fe(III)。本章节合成了一种基于金-铋纳米粒子/巯基氧化石墨烯复合材料的修饰电极(Au-BiNPs/GO-SH/GCE)。该复合材料首先将氧化石墨烯巯基化,在此基础上,通过水热合成金属金、铋纳米粒子,负载于巯基化氧化石墨烯表面。采用SEM、XPS、FT-IR、Raman、XRD和循环伏安法(CV)表征了形貌、元素和电化学性能。采用方波伏安法(SWV),优化检测条件。实验结果表明,Fe(III)在0.1 M HCl溶液中的溶出电位为0.22 V,Fe(III)的溶出峰电流与Fe(III)的浓度呈良好的线性关系,在0.2~50μM(R~2=0.993)的范围内,检出限为0.07μM(S/N=3)。将该电极应用于湖水和海水中的Fe(III)含量的测定,回收率为90%~103%,可以成功应用于水样中Fe(III)测定。第三部分:聚邻苯二胺改性氧化石墨烯负载铋金属电化学传感器用于Pb(II)的测定。本章节采用邻苯二胺先对氧化石墨烯功能化,再将铋金属还原,得到铋纳米粒子,负载到邻苯二胺修饰的氧化石墨烯材料表面,得到铋纳米粒子和聚邻苯二胺修饰的氧化石墨烯复合材料。对该复合材料进行SEM、XPS、XRD和CV表征。聚邻苯二胺具有优异的光电性能,可提高离子的选择透过性,铋纳米粒子的存在可以提高材料在检测中的催化性能,该复合材料具有更好的导电性,可提高对Pb(II)测定的灵敏度。基于此,将该传感器应用到Pb(II)含量的测定中,结果表明,Pb(II)在0.1~50μM(R~2=0.996)范围内,检出限为0.04μM(S/N=3),回收率为93%~99%,可以成功应用于Pb(II)的测定。