石墨烯是具有单原子厚度的碳原子层,C-C之间通过共价键相连接,它可以包裹形成零维的富勒烯,卷曲形成一维的碳纳米管,也可以叠加形成三维的石墨。石墨烯的出现改变了人们对二维物质在常温下无法存在的观点,它在电学、力学以及热学等方面都表现出优异的性能,从而引起人们广泛的关注,并在晶体管、纳米电子器件以及新型高性能电池等方面具有广泛的应用。本文通过超声分散方法制备了具有单层结构的氧化石墨烯,并分别与聚乙烯醇和壳聚糖通过物理化学相互作用制备出性能良好的纳米复合材料。(1)对比热解膨胀和超声分散两种制备氧化石墨烯的方法。结果表明,热解氧化石墨后不能完全实现单层的剥离,片层中仍存在大量多片层结构,且得到的膨胀石墨中化学活性基团大大减少,限制了其在高分子复合材料中的应用；而超声剥离后则能够在不破坏其化学活性的基础上,大量制备出剥离比较完全的单片层氧化石墨烯,拓宽了石墨烯在复合材料中的应用。(2)通过层层自组装方法制备聚乙烯醇／氧化石墨烯纳米复合超薄膜。聚乙烯醇和氧化石墨烯通过氢键相结合,XRD和UV结果均表明,GO在溶液中分散良好,并能与聚乙烯醇之间发生层层吸附,按照一定的结构构筑单元表现出规律性变化,实现了氧化石墨烯在聚乙烯醇基体中的高度取向,成功获得了(PVA/GO)n纳米复合超薄膜。(3)通过溶液共混法制备了壳聚糖／氧化石墨烯的纳米复合材料。TEM以及拉伸测试等结果均表明,氧化石墨烯纳米粒子在壳聚糖基体中能够分散良好,且氧化石墨烯的加入能够使壳聚糖纳米复合材料的拉伸强度和模量显著提高,但另一方面,却也使复合材料的断裂伸长率或韧性下降。