本发明公开了一种掺杂石墨烯材料及其制备方法和应用，包括：将石墨材料在酸液中进行电化学插层，反应得到石墨插层物；将石墨插层物在含氟和/或氮掺杂剂中进行电化学反应掺杂，得到掺杂石墨烯材料；本发明获得的氮、氟掺杂石墨烯具有石墨烯片层薄、氧含量低、产率高等特点；制备条件可控，成本低，适用于大规模生产；制备的掺杂石墨烯在储能器件、传感器、生物医药，工业催化等领域有广泛应用前景。