1.2.4  石墨烯的功能化

石墨烯通过氧化处理后其表面会富含含氧官能团，由于这些官能团能够让石墨烯的表面遍布负电荷，而负电荷之间会产生相互作用力使得氧化石墨烯可以良好的分散在液（水）相中。氧化石墨烯被还原后结构完整，并且在化学环境中适应能力强，失去了含氧官能团后其表面呈现出惰性，这就使石墨烯与介质的接触中的相互作用力减小，而且石墨烯的结构决定了其原子片层间有很强大的分子间作用力，易发生团聚现象，使其在水或者其他常用的有机溶剂分散困难[23]。这对于石墨烯的更深层次的探究和应用进展是一道阻碍，所以对石墨烯实施有目的地掺杂修饰和功能化来提升它在介质中的分散性是非常必要的。石墨烯的制备过程中往往会产生缺陷和基团，功能化就是利用这一点来进行共价、非共价或者掺杂，来让石墨烯表面的物化性质发生变化，对进一步研究和实际应用有所帮助。

1.3  石墨烯基纳米复合材料

石墨烯基纳米复合材料是把石墨烯当做载体，与一种或多种的纳米基元组装构成井然有序的纳米聚集体。由于耦合和协同作用，这个体系就能产生出各种优良的性能，如独特的光学、电学和催化性能等。复合结构的纳米材料相比于单一的纳米材料在电化学性能上更胜一筹，这是因为掺杂的材料放大了其电化学特性，为了使电催化性能更加良好[24]。碳载体应该达到以下的需求：第一．干净的表面和丰富的孔隙结构，这样可以使得纳米粒子尽可能分散开来，保证了使电子离子传导、气相传质、液相传质等能流畅的进行。第二．在化学环境中保持优异的稳定性和热稳定性，防止复合电极材料在反应过程中因升温团聚导致催化性能减弱。第三．导电性高，确保电极的阻抗足够小。第四．粒度小，炭材料比表面积大，以提高吸附金属的能力[25]。石墨烯基的作用:作为载体掺杂到金属材料中，增加了复合材料的表面积。金属与载体碳之间的相互作用使得金属纳米颗粒费分散程度显著上升，碳作为基底也在一定程度上防止了颗粒的团聚。