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石墨烯材料以其独特的物理化学性能一直作为电化学传感领域热门研究的电极修饰材料。但石墨烯片层间产生的团聚现象,使修饰到电极表面的活性组分会深陷于修饰层的内部使之不能充分暴露,进而影响修饰剂的利用效率和电化学活性。通过制备三维结构石墨烯材料电化学传感界面可有效解决这一问题。相较于低维石墨烯材料,三维结构石墨烯材料具有大的比表面积和孔隙率、相互连接的导电网络和特殊的微环境,能加快界面电荷传递速率和传质速率。而且,以三维结构石墨烯为载体可进一步负载其他活性组分,提高电极的传感性能。本论文在对三维石墨烯复合材料在电化学传感领域的应用进行综述的基础上,采用电化学方法制备了三维结构过氧化聚吡咯-还原氧化石墨烯复合膜修饰电极、三维结构金纳米粒子-过氧化聚吡咯-还原氧化石墨烯复合膜修饰电极及三维金纳米粒子-石墨烯掺杂过氧化聚吡咯-多壁碳纳米管复合膜修饰电极,并将其分别应用于三种苯二酚异构体、肼、苯酚和4-叔丁基苯酚的电化学传感。全文主要内容如下:1.以氧化石墨烯充当阴离子掺杂剂,采用直接电化学法构筑了氧化石墨烯-聚吡咯复合膜,经电化学还原和过氧化处理后,得到三维结构的过氧化聚吡咯-还原氧化石墨烯复合膜修饰电极（3D-OPPy/ERGO/CCE）。结果表明,复合膜的三维结构增大了电极的有效面积和界面通透性,过氧化聚吡咯的引入提高了电极的分辨能力,还原氧化石墨烯的引入提高了界面的电化学活性,在各种因素的协同作用下,该电极可用于三种苯二酚异构体的同时检测。在优化条件下,DPV法单独测定对苯二酚线性范围为:2.0×10-75.0×10-4mol·L-1和2.0×10-45.0×10-4mol·L-1,检出限(3Sb)为3.3×10-8mol·L-1。单独测定邻苯二酚的线性范围为5.0×10-74.0×10-4mol·L-1,检出限(3Sb)为1.7×10-8mol·L-1,单独测定间苯二酚的线性范围为2.0×10-61.0×10-4mol·L-1和1.0×10-45.0×10-4mol·L-1,检出限(3Sb)为6.7×10-7mol·L-1。同时测定时的线性范围分别为:5.0×10-71.0×10-4mol·L-1（对苯二酚）、5.0×10-72.0×10-4mol·L-1（邻苯二酚）和2.0×10-62.0×10-4mol·L-1（间苯二酚）。检出限（3sb）分别为1.0×10-77 mol·L-1（HQ and CC）和7.0×10-77 mol·L-1（RS）。与其它基于三维结构石墨烯材料的电化学传感器相比,本实验提出的方法具有制备程序简单、修饰材料在电极表面结合牢固的特点。2.利用3D-OPPy/ERGO复合膜良好的载体作用,采用电化学方法将金纳米粒子引入到该复合膜表面,制得3D-AuNPs-OPPy/ERGO复合膜修饰电极。结果表明,在该复合膜中,金纳米粒子主要沉积于OPPy/ERGO复合膜片层的表面,复合膜仍然呈现出三维多孔结构。同时,复合膜中引入AuNPs后,提高了界面的电化学活性。在各种因素的协同作用下,该修饰电极对肼的电极过程表现出高的催化活性。据此建立了水样中肼含量的测定方法。在优化的实验条件下,安培法检测肼的线性范围为1.0×10-78.3×10-4mol·L-1,检出限(3Sb)为5.2×10-8mol·L-1,灵敏度高达380μA·mM-1。同文献报道过的传感器相比,该修饰电极用于肼检测时具有检出限低,线性范围宽、灵敏度高和稳定性好等特点。3.利用碳纳米管的三维支撑作用,采用电化学方法制备了三维结构的石墨烯量子点掺杂过氧化聚吡咯-碳纳米管复合物电化学界面,进一步采用电化学方法将金纳米粒子引入该界面,制备了三维结构的金纳米粒子-石墨烯量子点掺杂过氧化聚吡咯-碳纳米管复合物修饰电极。结果表明,三维结构的石墨烯量子点掺杂过氧化聚吡咯-碳纳米管复合物具有更大的比表面积和更多的活性位点,可以高活性负载金纳米粒子,在复合膜中各组分的协同作用下,该修饰电极对4-叔丁基苯酚和苯酚表现出高的催化活性和区分效应。DPV法检测单独测定4-叔丁基苯酚时的线性范围为1.0×10-71.0×10-4mol·L-1,检出限（3sb）为7.0×10-88 mol·L-1;单独测定苯酚的线性范围为2.0×10-74.0×10-4mol·L-1,检出限（3sb）为1.0×10-77 mol·L-1。同时测定4-叔丁基苯酚和苯酚时,线性范围分别为1.0×10-61.0×10-4mol·L-1和5.0×10-63.0×10-4mol·L-1,检出限（3sb）分别为3.0×10-77 mol·L-1和1.0×10-66 mol·L-1。