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石墨具有层状结构,对其进行表面改性和负载金属或金属氧化物等活性物质以提高比表面积和电化学活性,进而提高储氢性能,是开发高性能储氢材料的重要课题。本论文采用Hummers法制备氧化石墨(GO)、化学还原法制备石墨烯、分步法制备膨胀石墨(EG)等三种途径实现了对石墨的改性处理；利用还原法、溶胶-凝胶法和沉积-沉淀法分别在GO、石墨烯和EG上原位负载了Pd、Ni和Ti02等纳米颗粒,研究了样品的电化学储氢性能及其影响因素。结果表明,GO放电容量最大可达到1399mAh/g,相当于4.96wt.%的储氢量,是原始石墨的50倍,且循环稳定性较好。含氧官能团的存在和比表面积的增加,增强了GO的电化学活性和循环稳定性,进而提高了GO的电化学储氢能力。负载Pd纳米颗粒后,尺寸为5-40nm的Pd颗粒均匀负载在石墨片层上；石墨片层被打开,形成片层数较少的类石墨烯结构,增大了比表面积；其放电容量与GO的放电容量相比略低,但明显高于纯石墨,说明Pd纳米颗粒对石墨的电化学储氢性能可能具有一定的催化效果。用水合肼化学还原制备的石墨烯呈透明状；负载的Ni纳米颗粒均匀分散在石墨片层之间,尺寸为5-10nm。负载的Ni纳米颗粒能够提高石墨烯的电化学储氢活性。随着镍负载量的增加,电化学储氢量增加。但是负载量超过10wt.%时,Ni纳米颗粒会占据石墨烯过多的活性位置而使放电容量降低。负载5wt.% Ni的石墨烯具有良好的循环稳定性和最高的放电容量,可达875.9mAh/g,相当于储氢量为3.16 wt.%。分步法得到的EG孔结构分布均匀,孔壁很薄；放电容量为17.5mAh/g。负载的Ti02纳米颗粒尺寸在5-10nm之间,且均匀分布在EG的片层上。研究发现煅烧温度影响锐钛矿型Ti02的结晶度,进而影响EG的电化学储氢性能。在500℃煅烧温度下,复合粉末的放电容量达到了373.5mAh/g。EG电化学储氢性能的提高可能与Ti02纳米颗粒的光催化特性和强氧化还原能力有关。此外,本文研究了导电剂对样品电化学性能的影响。相比镍粉做导电剂,以铜粉为导电剂的试样放电容量更高,循环稳定性更好。铜导电剂对于电极反应活性,促进电极的导电性、稳定性等具有重要贡献。