氧化石墨烯（GO）具有自由分散的二维结构和丰富的极性基团,使其在制备石墨烯及其功能化复合材料方面展现出了突出的优势,受到了科学界的广泛关注。由于片层内sp3区和sp2区的随机分布,GO表现出有奇特的电学和光学特性,被认为是功能化的石墨烯材料,具有重要的理论研究和应用价值。本论文以GO为研究对象,研究了GO的光学性质,在此基础上建立了GO的能带结构模型;研究了GO的光化学性质,提出选择辐照波段调制GO微观结构和电学、光学性质的概念;设计制备了GO-TiO₂和GO-贵金属复合薄膜,探索了光照对GO-TiO₂复合薄膜电学性质的影响,实现了GO-TiO₂复合薄膜的光致还原及其图案化。主要工作简述如下:研究了GO的光学性质,构建了GO的能带结构模型。吸收光谱和发光光谱的研究结果表明,GO内分布着非常广的局域态,其主要来自于被高势垒（sp3C区域）限制的不同尺寸的sp2碳团簇。多量子阱能带结构能够形象的描述GO的能带结构特点。变激发波长的变温发光研究表明,GO内不同尺寸sp2碳团簇的发光对温度有不同的依赖关系,其中碳团簇的尺寸越小发光的热稳定性越好,这个结果可由GO的能带结构给出合理解释。此外,通过对比不同还原方法制备的还原氧化石墨烯（RGO）的吸收特性,分析了不同还原方法对RGO结构的影响,建立了判断RGO还原效果的简单方法,对设计和开发有效的还原方法具有重要意义。研究了GO的光化学性质及其应用,探索了GO的能带结构对其光化学性质的影响。结果表明,在波长<520nm的光激发下,GO发生了自身的光还原反应。GO的光化学反应表现出了明显的对光子能量和空穴受体的依赖性,据此可以通过选择辐照波段和还原气氛,控制GO的微结构,进而调节GO的光学和电学性质。当体系引入电子受体（如金属离子）时,GO转变成了稳定的光催化剂,可用于制备多种GO-金属纳米粒子的复合材料,为GO-金属纳米粒子复合材料的制备提供了一条新的途径。探索了GO-TiO₂光电功能复合薄膜的制备方法,开展了紫外光辅助制备大面积RGO-TiO₂导电薄膜及导电图案的研究。结果表明,GO-TiO₂混合溶液的酸碱性以及GO和TiO₂的配比,对复合薄膜的质量具有重要的影响。紫外光照下,利用TiO₂的光催化还原特性实现了GO的还原,并得到电导率为2S/cm的RGO-TiO₂复合薄膜,与化学还原的RGO薄膜的电阻率在同一量级。此方法最大的优点是借助掩模板可以制备大面积图案化的石墨烯薄膜,图案的精细度可以达到微米量级。另外,紫外光的热效应较低,可以在柔性有机衬底上实现GO的还原及其图案化。此方法有望拓展RGO薄膜在柔性电子器件以及集成化的电子器件等领域的应用。