石墨烯由于其高比表面积、优异的导电性和机械性能等特点成为近年研究的热点,由此产生的石墨烯基金属氧化物(二氧化钛、氧化锌、二氧化锰、氧化镍等)纳米复合结构由于其在催化降解、超级电容器和传感等方面具有巨大的潜在应用受到了广泛关注。本文采用化学气相沉积法在铜箔上制备石墨烯薄膜,在泡沫镍基体上制备三维石墨烯。采用水热法制备氧化锌纳米棒,得到了高度有序生长和结晶性好的氧化锌纳米棒,在此基础上,采用原位结晶法制备石墨烯／氧化锌纳米棒复合结构。通过SEM、TEM、 Raman等手段表征三维石墨烯。并研究不同生长时间的氧化锌纳米棒的紫外-可见光吸收特性、光致发光性及疏水性质,从而确定了水热法制备氧化锌纳米棒的最优参数,在选定的水热法制备氧化锌纳米棒的最优参数的基础上,研究不同的生长液的浓度对三维石墨烯/氧化锌纳米棒复合结构形貌及电化学性能的影响。主要结果如下：采用常压化学气相沉积法制备石墨烯,在生长时间为10 mins,冷却速率为20℃/mmins条件下系统探讨了影响石墨烯薄膜的主要参数甲烷氢气比,优化出了制备石墨烯薄膜的最佳工艺参数：甲烷氢气比=2 sccm:20 sccm。采用常压化学气相沉积法制备三维石墨烯,以泡沫镍为模板,在泡沫镍表面生长石墨烯,通过湿化学转移得到结构完整的三维石墨烯,且为连续的三维网络结构,孔径大小为400μm左右。采用水热法生长ZnO纳米棒,直径达50 nm,长度为530 nm左右。研究不同生长时间对氧化锌纳米棒的光致发光、紫外-可见光吸收特性及其亲疏水性。得到高度有序生长的氧化锌纳米棒,且结晶性良好。以三维石墨烯作为基体,采用原位结晶法在三维石墨烯表面水热法生长ZnO纳米棒,对得到的复合结构进行电化学测试。Zn2+浓度为0.025M配置的生长液制备的复合结构作为电极对H202的探测限为10μm,且线性探测范围为10 gM至160 μM,线性相关系数达0.99966,电流响应时间为3s,较相应单一的三维石墨烯性能有大幅度提高,有望应用于电化学传感器等领域。