本发明涉及聚合物基纳米复合材料技术领域，为有效解决石墨烯在环氧树脂中的分散以及界面问题，本发明提出了一种功能化氧化石墨烯/环氧树脂纳米复合材料的制备方法，将硅烷偶联剂改性的氧化石墨烯（f-GO）先超声处理20～40分钟分散在有机溶剂中，然后加入环氧树脂，混合后得到母料，在真空条件下除去有机溶剂，再加入固化剂混合，高温固化得到功能化氧化石墨烯/环氧树脂纳米复合材料，本发明制备的石墨烯/环氧树脂纳米复合材料能有效地提高环氧树脂的力学和热学性能，包括强度、刚度、韧性以及热稳定性。