機械共混制備氧化石墨烯/白炭黑/橡膠納米復合材料的方法屬于復合材料領域。本發明制備的氧化石墨烯/白炭黑/橡膠復合中，由于石墨烯和白炭黑互相穿插有效抑制了兩種填料自身的聚集，從而得到高度分散、高度剝離且呈納米尺度分散的復合材料。不但具有較高的模量和較低的滾動阻力的同時，還大幅度提升了橡膠材料的耐騰性能，并進一步提高復合材料的模量和抗撕裂性能，同時由于氧化石墨烯的片層結構以及良好的自恢復能力，還賦予了橡膠材料良好的氣體阻隔性能和自愈合能力，具有傳統填料無法比擬的優勢。本發明簡單易行、成本低、易于工業化、適宜面廣，具有較好的經濟效益和社會效益。