石墨烯从2004年被发现以来，由于其具有高比表面积、良好的机械强度、极高的热导率和电导率等性能，被广泛应用在太阳能电池、场效应晶体管、超级电容器等领域。光响应性偶氮苯分子在紫外-可见光照射下会发生可逆的顺-反异构化转变，因而广泛应用于光开关、非线性光学、光存储媒介等领域。本文利用重氮化反应合成了4种不同结构的偶氮苯衍生物：2-羟基-4-氨基-偶氮苯（AZO-1）、2,2’-二羟基-4-氨基-偶氮苯（AZO-2）、4-氨基偶氮苯-4’-磺酸（AZO-3）、4-氨基-2’-羟基偶氮苯-4’-磺酸（AZO-4），分别与氧化石墨烯（GO）或还原氧化石墨烯（RGO）进行共价接枝，获得不同化学结构的偶氮石墨烯复合材料。1、分析测试表明AZO-1、AZO-2存在分子内氢键，形成醌腙异构体，AZO-4存在分子内氢键，但不存在成醌腙异构体2、通过酰胺化反应，制备了偶氮苯衍生物功能化氧化石墨烯（GO-AZO-1、GO-AZO-2）。AZO-1、AZO-2在GO表面仍然可以发生可逆的光致异构化转变。对AZO-2及GO-AZO-2的分子化学储能性能进行理论计算显示，单个偶氮苯分子在GO-AZO-2复合体中的标准自由能达到1.46eV，比AZO-2提高32.7%。3、利用米尔温反应制备了RGO-AZO-3和RGO-AZO-4两种纳米复合材料。分析表明相比于酰胺化反应，米尔温反应制备的偶氮石墨烯复合体具有更高的共价接枝率。光响应测试显示AZO-3、AZO-4在RGO表面仍然可以发生可逆的光致异构化转变。由于不存在醌腙异构体，AZO-3、AZO-4在RGO表面的光致异构化程度要高于在GO表面的AZO-1、AZO-2。对RGO-AZO-3的分子化学储能性能进行理论计算显示，单个偶氮苯分子在RGO-AZO-3复合体中的标准自由能达到1.42eV。