石墨烯（Graphene）是一种由碳原子以sp2杂化方式形成的蜂窝状平面薄膜，是一种只有一个原子层厚度的准二维材料，是目前发现的最薄、强度最大、导电导热性能最强的一种新型纳米材料。石墨烯被称为“黑金”，是“新材料之王”，科学家甚至预言石墨烯将“彻底改变21世纪”。极有可能掀起一场席卷全球的颠覆性新技术新产业革命。在石墨烯应用的研究中，一个重要的问题就是如何实现其可控功能化。研究石墨烯和其功能化具有重大的意义。通过不同的方法对石墨烯进行功能化改性，不仅可以改善石墨烯的分散性，还可以制备更加有针对性的，满足不同需求的功能化石墨烯，改善石墨烯的可加工性。
结构完整的石墨烯是由不含任何不稳定键的碳六元环组合而成的二维晶体，化学稳定性高，其表面呈惰性状态，与其他介质(如溶剂等)的相互作用较弱，并且石墨烯片与片之间有较强的范德华力。 容易产生聚集，使其难溶于水及常用的有机溶剂，这给石墨烯的进一步研究和应用造成了极大的困难。为了充分发挥其优良性质，并改善其成型加工性(如提高溶解性、在基体中的分散性等)，必须对石墨烯进行有效的功能化。 通过引入特定的官能团，还可以赋予石墨烯新的性质，进一步拓展其应用领域。功能化是实现石墨烯分散、溶解和成型加工的最重要手段。如果说石墨烯二维晶体的发现为凝聚态物理研究开启了激动人心的一页, 那么功能化石墨烯及其应用将为化学和材料领域提供新的桥梁和手段。
本研究通过过渡金属氧化物对石墨烯功能化后，石墨烯物理化学性质的改变。
利用热蒸发镀膜系统，在石墨烯表面沉积不同厚度的MoO3薄膜。利用扫描电子显微镜研究石墨烯表面MoO3薄膜的形貌特征。利用紫外-可见光分度计研究MoO3薄膜对石墨烯光学吸收特性的可控调节。此外，我们还将系统研究不同厚度MoO3薄膜对石墨烯电学性质的调控（利用四探针系统研究石墨烯薄膜导电率的可控调节）。
石墨烯自2004年以稳定的形态出现以来，因其独特的性能和二维纳米结构受到科学界的普遍关注。石墨烯中的碳原子以独特的二维结构进行排列，具有许多优异的特质，例如其强度大、导热性与导电性极好，具备超大的比表面积，而且其合成原料是石墨，价格低廉。因而石墨烯在晶体管、太阳能电池、传感器、超级电容器、场发射和催化剂载体等方面有着良好的应用前景，被学界认为是一种可以大力促进科学研究进步的化学材料。
石墨烯功能化修饰
共价键修饰：理想状态中的石墨烯性能是稳定的，但在实际制备中得到石墨烯往往在其边缘及缺陷部位仍具有较高的不稳定性，特别是通过氧化还原法制备的石墨烯，其表面及边缘部位存在大量的环氧、羧基等基团，为石墨烯共价改性提供了条件。
非共价键修饰：石墨烯的非共价键修饰是利用氢键或离子键等超分子的相互作用对石墨烯进行功能化，并以此提高石墨烯的溶解分散性。
在光电材料领域中, 非共价键功能化法相对共价键功能化法对石墨烯结构和性能的破坏更小, 但得到的电导率和PCE相对碳纳米管和传统光电材料还存在差距, 今后的研究方向会尽可能除去FGs上不必要的官能团, 另外在石墨烯边缘区域进行功能化有利于提高FGs的电学性能, 利用自组装等方法可以调控FGs与其他材料的复合界面. 在传感与探测领域, 目前的研究只是个开始, 相对于对石墨烯物理性能研究的进展, 对石墨烯化学修饰的研究还有太多地方未被探索, 随着功能化方法的改进和更多具有传感和探测功能的分子或官能团的引进, 更多高性能的FGs传感探测方面的研究将会不断涌现. 在储能材料领域内, 利用自组装法对FGs复合体系的结构和尺寸进行调控, 以得到带有纳米空穴的网络结构, 这有利于离子的传导扩散, 虽然目前已有此类研究, 但扩展到与其他材料自组装复合将会获得更多进展; 另一方面, 在功能化过程中通过赋予石墨烯表面以特定的活性基团, 将起到诱导离子、增强储能效率的作用. 在催化领域中, 催化剂与作为载体的FGs之间的结构与催化活性的关系需要进一步的研究探讨, 近来关于FGs纳米微孔离子选择性通过的研究[69]和单层氧化石墨烯Langmuir-Blodget组装的研究[70]给予了我们新的启示, 未来制备拥有分层可控结构的高活性FGs纳米复合催化剂将成为研究热点. 在纳米增强体领域中, 目前FGs主要的是以小尺寸形式分散于聚合物基体中的, 其优势在于即能增强分散性又能减小引入自由体积的可能, 并且还能降低了复合体系的粘度, 更易于成型加工, 未来的功能化研究如果能够解决大尺寸石墨烯在基体中分散以及界面调控的问题, 将会给复合物的电学性能和机械性能带来更大的提高。
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