石墨烯作为近年来发现的二维碳素晶体,具有突出和优异的导热性能、力学性能和电学性能,其纳米结构也十分独特。石墨烯自被发现以来,在理论研究和实际应用方面已经充分展现出无穷魅力,吸引了国内外的众多学者对其进行研究。石墨烯具有较大的比表面积,理论上少量的加入量就可以对聚合物基体性能产生显著的影响。然而石墨烯表面又呈惰性状态,与其他介质的界面相容性较差,且石墨烯层与层之间有较强的范德华力,相互间容易产生聚集,所以石墨烯难于分散于水及常用的有机溶剂等介质中。这就需要对其在亲水性或者亲油性方面加以改善,降低其在应用上的限制,从而在此基础上对其与高分子聚合物的复合特性进行研究。本文使用改进的Hummers法和超声剥离法制备氧化石墨烯,再使用化学还原法制备出石墨烯。另外,在此过程中使用聚丙烯酰胺(PAM)对氧化石墨烯进行接枝,然后还原PAM接枝的氧化石墨烯获得PAM改性的石墨烯产物。石墨烯在水中的分散性得到一定改善。通过TEM、红外光谱和拉曼光谱等测试手段对产物结构及其在水中的分散性作了较系统的表征,证明所制石墨烯的片层数量少于8层,并证明对改性石墨烯的成功制备以及在水中的分散性的提高。同时,研究了在使用化学氧化还原法制备石墨烯过程中,使用硅烷偶联剂Y-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH-560)对石墨烯进行表面亲油改性的效果,以及制备的改性石墨烯对环氧树脂的电学性能改善。通过沉降对比实验获得了KH-560对石墨烯的良改性条件,并显示出改性后的石墨烯在乙醇中获得较好的分散效果。石墨烯与乙醇的相容性大大改善。红外图谱表明KH-560成功接枝到石墨烯表面。研究结果证明获得了稳定存在的改性石墨烯；此外,对改性石墨烯／环氧树脂复合材料的电性能测试显示随着改性石墨烯加入量的增加,复合体系的电导率上升,介电常数也有明显增大,复合材料的介电损耗也随石墨烯加入量增加。