作为一种二维碳纳米材料,石墨烯具有优异的导电性、高导热性、低密度等特点,可用于制备超轻的微波吸收材料,进而弥补传统吸波材料密度大、材料负载量高等应用弊端。但是石墨烯不具备磁性,单独使用纯石墨烯作为吸波材料时,其电磁匹配特性有待进一步改善。基于此,本文通过非金属原子掺杂改性以改善其磁性和电磁匹配特性,进而去调节材料的微波吸收性能。本文提出通过氮元素掺杂改善石墨烯磁性,进而调节其微波吸收性能的设计思路。探究了氮元素的掺杂方法、反应条件、前驱体氧化石墨烯（GO）特性对于掺杂含量、掺杂位点以及石墨烯磁性的影响。（i）水热反应方法从实验层面验证了吡咯型氮原子是氮掺杂石墨烯磁矩的主要来源,与理论结果中每个吡咯型氮原子可以贡献最多的磁矩（0.94μB）相符合。（ii）热处理方法发现,氮原子的引入主要通过某些特定的含氧官能团进行,且掺杂和还原之间存在一定的竞争关系。单纯的900°C高温处理可以获得0.60 emu/g的饱和磁化强度（Ms）,但是在相同的热处理温度下,掺杂氮原子可以进一步使饱和磁化强度提高至0.67 emu/g。（iii）在热处理方法的基础上,我们研究了三种不同的GO前驱体（波纹状型氧化石墨烯:hGO、折叠的氧化石墨烯:s-GO、花状氧化石墨烯:g-GO）,探究分析了前驱体对于磁性的影响。结果表明三种GO制备得到的氮掺杂石墨烯样品的饱和磁化强度分别为0.31、0.38、1.31 emu/g,均为其前驱体GO样品饱和磁化强度（0.10、0.16、0.52 emu/g）的两倍以上。在氮掺杂石墨烯的实验基础上,进一步设计制备了氮/硫双掺杂石墨烯,研究了氮、硫两种不同掺杂元素及其掺杂顺序对于石墨烯形貌、结构及吸波性能的影响。发现了首掺决定效应,即第一步掺杂对于双掺杂石墨烯的形貌和结构起决定性作用。研究过程中发现,在相同的厚度条件下,单掺杂石墨烯微波吸收谱图中一般存在单个特征吸收峰,其中氮掺杂石墨烯的特征吸收峰出现在510 GHz的相对较低频段,硫掺杂石墨烯的吸收峰出现在1116 GHz的较高频段。而双掺杂石墨烯则在上述两个频段各有一个特征吸收峰;且氮先掺杂的双掺石墨烯NSrGO在510 GHz频段的吸收峰较强,硫先掺杂的双掺石墨烯SNrGO在1116GHz频段的吸收峰较强。本文设计了系列掺杂石墨烯电磁波吸收材料,系统研究了材料电磁参数与吸波性能之间的关系,结果表明当石墨烯粉末样品与石蜡混合后的介电常数在10-bi左右时,可以使材料的衰减能力和匹配特性得到平衡,从而实现良好的吸收。通过将总反射损耗分离为材料本身的损耗和λ/4相消损耗后,发现样品吸收峰位置由λ/4原理所决定,但总反射损耗中材料自身的损耗要高于λ/4相消损耗。在所有的氮掺杂石墨烯样品中,可以得到的最优吸波性能为g-NrGO的负载量在10wt.%、d=2 mm时达到了-21.7 dB的反射损耗;最强吸收为h-NrGO在负载量为20 wt.%、d=5 mm时达到了-37.1 dB的反射损耗。通过进一步对掺杂石墨烯负载量、厚度和掺杂元素的精细调控,可以实现多频谱高效微波吸收性能。