石墨烯具有优异的电学、光学和机械性能等,然而它本身固有的缺点,例如零带隙、溶液可加工性差、反应活性低等,这些会限制它在实际中的应用。作为克服这些局限性有效的方法,石墨烯的功能化引起了越来越多的兴趣。然而作为使用最广泛的石墨烯官能化前驱体,由于合成涉及剧烈的氧化过程,氧化石墨烯不可避免地包含许多晶格缺陷和纳米孔。由氧化石墨烯前驱体的化学官能化得到的石墨烯基材料通常具有较差的电导率,因此相应的电子器件性能较差。在本文中,我们开发了一种与石墨氧化方法相反的石墨还原策略,形成活性的荷负电石墨烯中间体,然后使用各种卤化试剂与荷负电石墨烯发生亲电反应实现石墨烯的卤化官能化。本论文将分为以下三个部分:一、溴化石墨烯模型产物的制备及其结构表征在这一部分中,将天然石墨粉末与金属钾嵌段共混,并在140℃下热处理48小时,自然冷却至室温后得到黄色的C₈^-K⁺型石墨插层化合物粉末。然后,将新鲜蒸馏的四氢呋喃溶剂加入到体系中,并对混合物进行超声剥离,得到独立的荷负电石墨烯中间体。最后,添加液溴分子与荷负电石墨烯中间体反应即得到了预期的溴化石墨烯模型产物。通过元素分析（EA）,X射线光电子能谱（XPS）和热重分析（TGA）准确定量了约21 wt%的溴含量,而后通过傅里叶变换红外光谱（FTIR）证明溴官能团是通过C-Br共价键连接在石墨烯的边缘和基面,通过原子力显微镜（AFM）的测定,溴化石墨烯片的高度为约1.1 nm。并且在高分辨率透射电子显微镜（TEM）和扫描隧道显微镜（STM）的观察下,可以发现石墨烯基质的六角晶格结构几乎未受损。二、溴化石墨烯模型产物的电学性能及在电致变色和超级电容器的应用为了确定溴化石墨烯产物的电导率,我们首先制备了溴化石墨烯薄膜,然后分别通过四探针系统和膜厚测试仪测量了薄膜的薄层电阻和厚度。最后,通过公式计算出其电导率为（7.78±0.14）×10⁴S m^-1,高电导率也进一步证明了石墨烯的晶格结构的完整。因此,我们使用溴化石墨烯作为活性材料制备了高度透明且导电的薄膜,该薄膜成功地应用于可快速切换的电致变色智能玻璃上。此外,溴化石墨烯也被用作活性电极材料应用于全固态双电层超级电容器中,发现在电流密度为1 A g^-1时,该器件可以提供258 F g^-1的质量比电容和289 F cm^-3的体积比电容。在10 A g^-1的电流密度下进行20,000次循环后,该器件仍可以保持214 F g^-1的质量比电容,库仑效率保持在99-100%。这些表征结果表明,溴化石墨烯模型产物具有出色的电学及电化学性能。