项目基于氧化石墨烯（GO）的高比表面积、独特的二维结构，设计了GO和金属（氢）氧化物、贵金属粒子、导电高分子等三类杂化材料，并建立了相应的通用制备方法，构筑出面向能源高效利用的高性能石墨烯杂化纳米结构材料，实现了石墨烯和金属氧化物、氢氧化物杂化材料的可控合成。围绕无机纳米粒子在GO表面生长机理、高聚物与GO共价和非共价耦合及其相互作用机制，以及杂化材料组分间的协同作用对电化学活性的影响等科学问题，开展了系统研究。技术创新性： 1. 实现了多种贵金属颗粒与石墨烯的均匀可控杂化，设计出催化性能优良的石墨烯-贵金属粒子杂化材料，克服了甲醇和甲酸燃料电池催化剂易中毒的难题。 2. 通过对(氧化)石墨烯进行改性处理，解决了氧化石墨烯亲水不亲油的问题。 3. 构筑出高储能密度的石墨烯-聚苯胺杂化电极材料，为解决超级电容器能量密度偏低的问题提供了有效途径。 4. 利用石墨烯构筑纳米杂化材料的同时赋予了新材料多功能的特性，原理上解决了部分储能材料能量利用率和催化转化效率偏低的问题。
