石墨烯大的比表面積往往使其團聚在一起，不僅降低了自身的吸附能力而且影響石墨烯自身優異性能的發揮，從而影響了石墨烯增強復合材料性能的改進。況且，這種團聚是不可逆的，除非施加外力，如超聲和強力攪拌，使其均勻分散。
石墨烯在基體中的均勻分散［方法主要包括物理分散及化學分散兩大類，這里主要介紹原位聚合法、石墨烯的功能化（共價鍵功能化和非共價鍵功能化）、石墨烯改性和其他改性方法等。
1. 1 原位聚合法
原位聚合法就是先將納米粒子在單體中均勻分散，然后再用引發劑引發聚合，使納米粒子或分子均勻地分散在聚合物基體上并且形成原位分子聚合材料。原位聚合法也有它的局限性，就是無機納米材料與所選用的原料必須有較好的相容性，為找到這一種合適的溶劑來同時溶解原料和無機材料，必然會增加研究時間和成本，還會造成環境的污染。除此之外石墨烯的加入會增大聚合物的黏度，使得聚合反應變得更加的復雜。
1. 2 石墨烯的功能化
功能化后的石墨烯能夠在基體中均勻分散，有助于石墨烯作為增強體優良性能的發揮。但是經過共價鍵功能化的石墨烯也存在一些比較明顯的不足。在對石墨烯進行共價鍵修飾的同時會破壞石墨烯的本征結構，改變石墨烯本身特有的化學和物理性質。
1. 3 對石墨烯粉體進行改性
有穩定苯環結構的石墨烯，它的化學穩定性高，表面呈現出一種惰性的狀態，與其他介質之間的相互作用很弱，并且石墨烯的各片層之間存在著很強的分子間作用力，導致片層很容易堆疊在一起，分散開來就比較困難。
1. 4 在石墨烯漿料中添加分散劑
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隨著改性的進一步發展，通過向石墨烯中添加石墨烯分散劑的方法也逐漸引起了科研工作者的注意和研究。以聚乙烯醇（PVA）為分散劑使石墨烯在溶液中更加地分散。他發現，在所制得的復合薄膜中ＰＶＡ長鏈包裹著石墨烯片層，兩相結合得非常緊密，使得石墨烯均勻分散在溶液中,相對于其它石墨烯的分散方法，添加分散劑，成本更低而且效率更高。
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