本发明提供了一种氨基封端改性的氧化石墨烯，其是由A基团替换氧化石墨烯表面羧基上的‑OH基团、B基团替换氧化石墨烯表面羟基上的氢原子所得。进一步制备得到了表面富含氨基基团改性的氧化石墨烯/环氧纳米复合材料。与环氧树脂相比，由于本发明制备的氨基封端改性的氧化石墨烯与环氧树脂之间超强的相容性和界面结合强度，使得该复合材料在极低氨基封端改性的氧化石墨烯添加量下，交联密度大幅提高，储能模量和玻璃化转变温度大幅提高，进而成功制备了力学性能显著提高的环氧纳米复合材料。