电极材料在构建电化学传感器的过程中具有举足轻重的作用。纳米金属氧化物具有催化性能良好、成本廉价、比表面积大等特点被认为是一种很有潜力的电极活性材料；但是，较差的导电能力却限制了其在电化学传感方面的应用。石墨烯是一种表面积较大、机械强度较高、导电能力较强、比表面积大的碳材料，这些优异的性能使其成为电化学传感器构建中的明星材料；但石墨烯因其本身结构而易发生团聚现象，导致其在溶剂中溶解性和分散性不佳，这在一定程度上限制其在电化学分析方面的应用。为了解决上述的问题，本论文以石墨烯为基底材料，将不同的纳米金属氧化物负载到石墨烯片层上制备了三种石墨烯/金属氧化物复合材料，所得的复合材料不仅具有优良的导电性和稳定性，还有效的避免了石墨烯团聚现象。进一步以此复合材料为电极活性材料构建了三种电化学传感器，实现对一些生物有机小分子的灵敏响应。主要包括以下三个方面：
　　（1）用SnCl2对氧化石墨烯进行水热还原，制备了SnO2-RGO复合材料，并将其用作电极活性材料构建了咖啡酸（CA）电化学传感器。SnO2-RGO修饰玻碳电极（GCE）构建的电化学传感器（SnO2-RGO/GCE）对CA的氧化还原反应表现出可观的电催化性能。在0.1M磷酸盐缓冲溶液（pH=7.0）中，SnO2-RGO/GCE检测CA的线性范围为0.15–25μM，检出限为80nM（S/N=3）。本电化学传感器还显示出对CA的高选择性，优异的再现性和稳定性。此外，传感器SnO2-RGO/GCE成功地用于商业红酒样品中的CA检测，回收率令人满意（93.0–103.9％）。
　　（2）使用水热法将二氧化铈（CeO2）纳米颗粒成功地装饰到氧化石墨烯上，制备了CeO2-RGO纳米复合材料，并作为新型电极材料构建色氨酸电化学传感器。循环伏安法研究表明，CeO2-RGO复合材料修饰玻碳电极（GCE）对0.1M PBS（pH=7.0）中的色氨酸（Trp）氧化反应表现出理想的电催化活性。差分脉冲伏安法研究表明，CeO2-RGO/GCE检测色氨酸（Trp）的线性范围为0.2-25μM，且检测限的测量值为80nM。此外，CeO2-RGO/GCE表现出可观的选择性，良好的稳定性和可重复性。该传感器通过标准添加法用于加标牛奶和牛血清中Trp的测定，回收率分别为99.2–103.1％、99.1–101.9％。
　　（3）以高锰酸钾和氧化石墨烯为原料，成功制备了MnO2-RGO复合材料，并用于修饰玻碳电极（GCE）同时检测对氨基苯酚（4-AP）和扑热息痛（ACAP）。使用循环伏安法（CV）和差分脉冲伏安法（DPV）研究修饰电极上4-AP和ACAP的电化学反应。在最佳实验条件下，使用DPV法同时测定4-AP和ACAP，两种物质的峰电位分别为0.068V和0.362V。且4-AP和ACAP的线性范围分别为：3-70μM,2-20μM；APAP和PAP的检测限分别为0.5μM、0.1μM（S/N=3）。该电化学传感器已成功用于药物制剂4-AP和ACAP的含量的测定。