2004年英国Manchester大学的Geim等人发现单层石墨烯，并因此获得了2010年的诺贝尔奖。这一发现立刻震撼了科学界，随后这种新型碳材料成为材料学和物理学领域的一个研究热点。化学气相沉积（CVD）是制备大面积、高质量石墨烯的有效方法，目前CVD生长石墨烯存在的问题是反应温度高（¹000℃），这对设备及操作具有较高的要求，因此低温生长石墨烯具有重要的意义。针对这一问题，本文研究采用芳香化合物为原料，低温制备氮掺杂与硫掺杂的石墨烯，对其结构和性能进行表征，并进一步研究了反应机理，取得了一系列重要的创新性的研究成果：分别采用五氯吡啶与四溴噻吩作为碳源，成功地在230℃和300℃下制备出了大面积、高质量且均一性良好的氮掺杂与硫掺杂石墨烯。通过对其进行的一系列表征表明，所制备的氮掺杂石墨烯主要以单层为主，其厚度约为0.8¹.2纳米，其透光率约为97.4%，氮元素原子含量约为7.3%；而所制备的硫掺杂石墨烯为多晶石墨烯，并且为单层与多层混合的石墨烯为主，硫元素原子含量约为1.7%。在反应温度和掺杂元素比率方面上相比于之前的研究都有所进步。通过分别对它们进行的FET性能测试表明，相对于本征石墨烯，它们都显示出n型半导体的特性，这是由于氮元素或硫元素的掺杂造成的，与理论预测相一致。其中氮掺杂石墨烯的在真空中的狄拉克点位置在-30V，载流子迁移率为364cm2V^-1s^-1，开关比约为1.4；而硫掺杂石墨烯的在真空中的狄拉克点位置在-31.6V，载流子迁移率为9.5cm2V^-1s^-1，开关比约为1.08。通过对基于硫掺杂石墨烯阴极催化剂的研究表明，我们所制备的硫掺杂石墨烯在0.1M的KOH氧气饱和溶液中，当扫描速率为100mV/s时其还原电位在-0.32V，高于本征石墨烯的还原电位（-0.4V），说明其具有比本征石墨烯具有更好的电催化能力。经计算得到其在氧化还原反应的电子转移个数为3.6，该计算结果与理论上的将氧气还原成氢氧根离子的4个电子迁移数十分接近。在经过了连续10000秒的催化反应后，其相对电流强度依然保持在初始的85%左右，好于传统的金属箔催化剂（小于80%）。因此在燃料电池的阴极催化剂方面具有较好的应用潜力。