石墨烯是一种由单层碳原子组成的蜂窝状六边形周期性结构,这种独特的结构使其具有优异的电学性能和热学性能,同时赋予其极高的抗拉强度和杨氏模量,在传感器、复合材料、太阳能电池、晶体管等多个领域都有潜在应用。而在研究石墨烯的过程中,由发面性质引起的团聚问题,极大地限制了石墨烯优异性能的发挥,为此本课题将金属负载在石墨烯表面以防止石墨烯团聚,希望获得综合金属和石墨烯两者优异性能的复合粉体,同时用第.性原理模拟计算的方法研究相关性能。本文首先利用改进的Hummer法制备出氧化石墨烯,以此为基础,采用原位还原法制备石墨烯、铜负载石墨烯、镍负载石墨烯粉体,研究负载金属前后石墨烯物相结构、组织形貌的变化及对力学、电学性能的影响,同时根据实验结果建立相应的模型,计算电子结构、杨氏模量、电子迁移半,金属与石墨烯之间结合能、电荷转移和结合键。研究结果表明:1.以Hummers法制备的氧化石墨烯为基础、抗坏血酸作还原剂,制备出石墨烯、铜负载石墨烯、镍负载石墨烯粉体,其中石墨烯为单层薄纱状;铜负载石墨烯复合粉体中铜粒子负载在薄纱状的石墨烯上,粒径范围约10～60nm;镍负载石墨烯复合粉体粒径范围在几十到几百纳米,有团聚现象。2.对三种粉体进行力学性能和电学性能测试,得出石墨烯、铜负载石墨烯、镍负载石墨烯粉体的杨氏模量分别为（1.06±0.02）TPa,（1.03±0.03）TPa和（0.98±0.02）TPa;电导率分别为 250 S/cm、0.0398 S/cm、0.0008 S/cm。3.利用 Materials Studio 软件建立 graphene 模型、Cu（111）/graphene 和 Ni（11 1）/graphene界面模型,用CASTEP模块进行电子结构计算,结果为graphene为零带隙结构,且主要由C原子的2p电子做贡献,而界面模型未改变石墨烯的零带隙结构,但主要贡献电子由C原子的2p电子变为金属原子的3d电子。4.模拟计算铜与石墨烯之间的结合能为1.5 eV左右,镍与石墨烯的结合能为4 eV左右;同时对力学性能和电学性能进行计算,表明三种模型杨氏模量相差不大;而电子迁移率与石墨烯相比均大幅度下降,导电性降低,与实验测试结果基本一致。5.差分电荷密度图和布居分析结果表明金属与石墨烯之间未产生新的键合方式,但碳原子与金属原子之间发生电荷转移现象,且C-C键合与金属键合作用均增强。