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二维的石墨烯材料,不仅有着原子尺度的厚度,其电学性质也极其优异,且比表面积巨大、电子迁移速率快、具有量子霍尔效应等特性,因而是十分优异的载体材料。对石墨烯进行功能化或修饰能够有效地改变其电子结构,改善其物化性质,拓宽其应用领域。本论文基于密度泛函理论,以外修饰石墨烯为理论体系,对其进行负载贵金属,以及贵金属与其他原子协同作用,研究了贵金属在不同吡啶炔外修饰的石墨烯上的生长行为和生长机理,设计了氧金共修饰石墨烯负载金氯化合物催化剂并探索该催化剂上乙炔氢氯化反应物的吸附。首先进行了吡啶炔修饰石墨烯负载贵金属的研究,通过堆积生长和结构分析发现：Pt原子吸附在1,3环加成石墨烯上时会引起该结构的脱质子化过程,形成脱质子化1,3环加成石墨烯；Ptn(3-6)纳米线在该构型上的吸附要比相应的Ptn(3-6)团簇要稳定许多。通过电子结构分析表明：这些N原子的邻位C的平均巴德电荷高达1.0E,邻位C是贵金属负载在脱质子化1,3环加成石墨烯上的锚定位；该石墨烯整体的电子性质并未因负载了Pt金属而从本质上改变,Pt6纳米线的引入使得该复合物整体呈现出半金属性,而Pt6团簇的加入使得复合物呈现金属性。进一步研究了不同金属以及不同的吡啶炔修饰石墨烯,结果表明：贵金属在[2+2]PyNG-2上的吸附构型最稳定；相同载体负载贵金属时,Pt原子的成键比Pd原子更稳定。这些结论既与实验相符合,也为这些实验提供了不同解释和新思路。本文进一步研究了氧金共修饰石墨烯,设计了新型金系复合催化剂(Au2Cl6-O/Au/Graphene),探索乙炔氢氯化反应物的吸附,得到稳定构型。研究发现：这种O/Au共修饰的石墨烯是很好的载体材料,有作为乙炔氢氯化反应无汞Au催化剂载体的能力；C2H2在该催化剂上的吸附易发生且构型在空间能够稳定的存在,佐证了该催化剂在乙炔氢氯化反应中的催化潜力。