近年来，石墨烯作为一颗耀眼的“明星”，引起了人们广泛的关注。众所周知，它是一种具有单层碳原子厚度的二维纳米材料。鉴于其独特的结构性质，石墨烯表现出许多优异的特性，比如高导电性、大比表面积以及良好的机械强度等。尤其是石墨烯材料的比表面积，在气体吸附、染料吸附以及电化学等领域都起着很重要的作用。　　本论文阐述了石墨烯基多孔材料的制备、表征及其性能研究。通过简单易得的石墨烯氧化物作为起始原料，利用不同的制备方法，获得了各种高比表面积的石墨烯基多孔功能材料，并研究了它们在气体吸附、染料吸附、有机蒸气吸附、超级电容器以及锂离子电池领域的应用。　　1)通过石墨烯氧化物片层和聚乙烯亚胺的相互作用，我们报道了一种在室温条件下合成三维多孔材料的简便方法。通过扫描电子显微镜、X射线衍射仪、热重分析仪和氮气吸脱附测量对石墨烯氧化物/聚乙烯亚胺多孔材料的结构和物理性质进行了详细的研究;通过X射线光电子能谱和红外光谱仪分析了石墨烯氧化物/聚乙烯亚胺多孔材料的化学性质。石墨烯氧化物/聚乙烯亚胺多孔材料拥有较低的密度、高比表面积以及大孔容。由于具有丰富的孔结构和高的含胺量，所制备的多孔材料对酸性染料具有较好的吸附性能。其中，石墨烯氧化物/聚乙烯亚胺多孔材料对苋菜红染料的吸附量能达到800 mg g-1，这一数值明显高于其它的碳材料。另外，石墨烯氧化物/聚乙烯亚胺多孔材料在常压和273 K下对二氧化碳气体也有很好的吸附性能(11.2wt％)。此外，我们也发现含氧官能团在二氧化碳吸附中起着重要的作用。　　2)通过石墨烯气凝胶的水蒸气活化，我们报道了一种简便且适合大规模生产的方法来制备多孔碳材料。通过扫描电子显微镜、透射电子显微镜和氮气吸脱附测试研究了该多孔碳材料的形貌及其多孔属性;通过X射线光电子能谱仪、X射线衍射和拉曼光谱仪分析该多孔碳材料的化学性质。结果表明:该多孔碳材料具有高比表面积(830-1230 m2 g-1)、大孔容(2.2-3.6 cm3 g-1)以及优异的热稳定性。在饱和蒸气压和室温下，所制备的多孔碳材料对甲苯和甲醇具有很好的吸附性能，分别为710和641 mgg-1。另外，这种多孔碳材料在常压和273 K下对二氧化碳气体也有较好的吸附性能(10.8 wt％)。　　3)通过简单的水热反应，分别用石墨烯氧化物和氨水作为碳源和氮源，我们制备了一种高孔隙率的氮掺杂石墨烯气凝胶(NGA)材料。通过大量的表征手段，比如扫描电子显微镜、氮气吸脱附测试、X射线光电子能谱和拉曼光谱仪，研究了该多孔材料的微观结构、形貌、多孔属性以及化学组分。该多孔材料具有大比表面积(830 m2g-1)、高含氮量(8.4 at％)以及优秀的导电性和润湿性。在1.0 mol L-1的浓硫酸电解质中，所制备的NGA在0.2Ag-1的电流密度下表现出优异的电化学行为(223 Fg-1)以及良好的循环稳定性。此外，这种多孔材料在常压和273 K下对二氧化碳气体也有较好的吸附性能(11.3 wt％)。　　4)通过高锰酸钾和氮掺杂石墨烯水凝胶中的碳发生自发的氧化还原反应，我们制备了一种二氧化锰/氮掺杂石墨烯杂化气凝胶(MNGAs)。三维的氮掺杂石墨烯水凝胶被用来作为基底来沉积二氧化锰。与单纯的氮掺杂石墨烯气凝胶(280 mAh g-1)和二氧化锰(70 mA hg-1)相比，在400 mA g-1的电流密度下循环200次后，沉积120 min后得到的MNGAs样品(MNGAs-120)表现出很好的锂离子电池性能，其放电容量高达909 mA hg-1。在同样的测试条件下，MNGAs-120的放电容量优于之前报道的二氧化锰/碳杂化材料。此外，MNGAs-120也有很好的倍率性能。该优异的电化学性能可以归因于二氧化锰和三维氮掺杂石墨烯网络的协同作用。