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以碳纳米管和石墨烯为代表的碳纳米材料由于在电子、光学、机械和化学方面特有的优异性能,在纳米电子学、光电子学、储氢材料、传感器和超级电容器方面具有极大的应用潜力。导电聚合物则无论在原始状态或掺杂后的金属导体状态都具有高储能容量、良好的导电性、氧化还原可逆性和环境稳定性,因此被广泛用于有机发光二极管、光电池、有机场效应晶体管、有机激光器、太阳能电池和超级电容器。导电聚合物与碳纳米材料复合可兼备各组分的优异性能,为各种电子设备应用的进一步发展提供了可能。本论文研究了新型导电聚合物修饰碳纳米复合材料的制备及应用,主要工作如下：(1)利用FeCl2/H2O2体系氧化聚合吡咯单体制备粒径700-800nm的聚吡咯(PPy)微球,该微球在水中具有很好的分散性。将其作为模板,通过静电和π-π作用与氧化石墨烯(GO)进行复合,然后用水合肼还原,得到聚毗咯/还原氧化石墨烯(PPy/RGO)核壳复合微球。该复合材料修饰电极作为多巴胺(DA)传感器有着很高的灵敏度、选择性以及很好的稳定性。在0.01-10μM线性范围内灵敏度达到6.33μA/μM,检测限低至1nM。与已报道的文献相比较,性能有了明显提高。(2)采用原位聚合法,通过静电和π-π作用将高分散PPy纳米粒子修饰GO片层,再用水合肼还原制得RGO/PPy纳米复合材料。修饰的PPy纳米粒子之间的静电排斥作用阻止了RGO片层团聚,显著提高了复合材料的分散性及有效表面积。用其制得的DA传感器在0.001-10μM线性范围内灵敏度为7.37μA/μM,检测限达到了0.3nM,并且在实际样品(血样、尿样)的检测中其优异性能得到了进一步的印证。(3)使用HAuCl4作为氧化剂在GO分散液中氧化聚合吡咯单体,水合肼还原,制备纳米金粒子修饰的PPy/RGO复合片层。复合材料表面具有明显褶皱和花瓣状纳米金粒子,用其制备的DA传感器在0.1-5000nM的线性范围内表现出了卓越的灵敏度(16.40μA/μM),检测限低至18.29pM。同时,在多种干扰物质(UA、AA、NE等)存在下,其性能仍然十分稳定。(4)首次通过原位聚合法将高分散PPy修饰纯碳纳米管(CNT),制备了CNT/PPy核壳复合材料。PPy纳米粒子之间的静电排斥作用防止了CNT团聚,显著提高其分散性及有效表面积。复合材料在1M的KC1电解质中的比电容达到了276.3Fg-1,为纯碳纳米管四倍,常温下能量密度为24.56Wh kg-1,并且循环1000圈后比电容仍然达到了初始数值的86.4%。