石墨烯具有独特的电学、光学和表面化学性质,其在催化应用领域具有极高的研究价值。本文以石墨烯为基础,先通过多聚多巴胺功能化和金属纳米颗粒的负载制备了催化剂,随后将催化剂应用于催化还原与光催化反应中。在第一部分工作中:我们首先使用聚多巴胺成功地提高了物理法制备的石墨烯的表面吸附性能和其在极性溶剂中的分散性。通过还原在聚多巴胺功能化的石墨烯上负载了超细Pd纳米颗粒。使用TEM对功能化前后的石墨烯负载的Pd颗粒进行了粒径统计对比,证明功能化的成功使负载颗粒粒径减小一半以上,同时使负载量增大。此结果说明该方法有效地提高了石墨烯的吸附配位能力,提高了制得的催化剂的稳定性。并且,使Pd原子在催化剂中可以更加有效地被利用。然后采用XRD、XPS、Raman光谱等方法对催化剂进行了表征,进一步确定了催化剂的结构与性质。最后将催化剂应用于催化还原几种常用的染料中,将使用石墨烯负载的钯催化剂与商品级的钯碳催化剂进行了对比。结果表明聚多巴胺功能化的石墨烯能够大幅度提高催化剂的催化活性。在第二部分工作中:我们首先使用石墨烯负载金纳米棒,利用金纳米棒的强等离子共振效应与其较金球更宽的光吸收范围设计了光催化剂。为了解决催化剂不可逆团聚的问题,我们使用聚多巴胺功能化石墨烯成功地阻止了催化剂团聚,极大程度的提高了催化剂在极性溶剂中的稳定性和分散性。随后使用TEM、UVvis吸收光谱、EDX等方法表征了催化剂的结构与性质。最后负载了超细Pd纳米颗粒作为活性中心,将催化剂应用于太阳光催化Suzuki偶联反应中,通过控制实验条件,证明了催化剂具有光热转化与光催化的性能,两种机理协同作用使催化剂具有更高的光催化活性。通过使用石墨烯为载体使用聚多巴胺改性,成功的解决了Pd流失严重的问题。实验结果可以充分的说明催化剂具有较高的稳定性。