石墨烯，即单层或有限层石墨，是碳原子以sp2杂化键合方式组成的二维原子晶体。由于具有大范围的sp2共轭碳骨架及单个碳原子厚度，石墨烯表现出异常的机械强度，光、电、热传导性能及巨大的比表面积，因此石墨烯及其复合材料在电学、光电、力学、传感、能源、催化等领域具有非常广阔的应用前景。在本论文中，我们合成出了一系列石墨烯-金属复合材料，并对这类材料在染料敏化光伏电池对电极，电化学传感，催化等方面的性能进行了研究。主要研究内容如下：（1）以石墨烯为载体，合成了石墨烯-金复合物，所得复合物中金纳米颗粒的平均粒径为11nm，在石墨烯片层表面分散性好。相比单纯金纳米颗粒，复合物对K3[Fe(CN)6]/K4[Fe(CN)6]氧化还原电对的催化活性有显著提高。此外，与纯金纳米颗粒相比，复合物对电化学还原对硝基苯酚具有更高的催化活性，可用于对硝基苯酚的电化学检测，其中金负载量为10%的金纳米复合物修饰电极体现了很宽的线性检测范围（0.47μM-10.75mM）、较高的灵敏度（52.85μA/mM）及较低的检测限（0.47μM）。（2）选用硫脲，氨基硫脲，丙烯基硫脲等不同添加剂，合成出了石墨烯-金复合材料。比较了添加剂对产物形貌的影响，并且研究了这类复合材料对硼氢化钠还原对硝基苯酚的反应的催化性能。结果表明，所得复合物中金纳米颗粒平均粒径为20nm左右，相比纯粹金纳米颗粒，具有更高的催化活性，在三种不同添加剂诱导生成的复合物中，硫脲辅助形成的复合物稳定性最佳。（3）制备了石墨烯-铂复合材料，研究了复合材料对I3-/I-电对的的催化性能。相比铂纳米颗粒，复合材料在大幅降低了铂用量的情况下，依然保持了跟纯铂相当的催化能力。将复合物用于染料敏化光伏电池对电极，光电转化效率达到4.36%，与纯铂对电极相当，在降低电池成分方面做了有益尝试。（4）用盐酸羟胺作为还原剂和保护剂，设计合成了雪花状结构的金颗粒与石墨烯的复合物。探讨了复合材料的产生机理，并初步探讨了复合材料的催化性能。