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超级电容器因其具有高功率密度，高倍率性能以及长使用寿命引起国内外广泛的关注，然而，较低的能量密度阻碍了其实际应用。具有独特结构和优异力学、电学及热学性能的石墨烯作为材料科学与技术领域的明星成为当前电极材料的研究热点；然而，还原氧化石墨烯在材料制备过程中容易发生团聚和堆叠而导致超级电容器容量降低。为此，研究者开拓了多种方法包括填充物的引入，石墨烯的掺杂以及多级结构的构筑等，通过这些方法，可以防止石墨烯片层的团聚而且由于活性功能基团的引入增加了整体电容。截至目前，有很多方法用来制备氮掺杂石墨烯，如含氮前驱体化学气相沉积、含氮气氛环境弧放电、电热反应及热处理等。然而，这些方法需要苛刻的条件和复杂的设备。因此，绿色可控制备具有高比电容并且循环稳定性优异的电极材料变得越来越重要。基于以上讨论，本文通过添加三种还原掺杂剂借助一步水热反应制备了氮掺杂石墨烯泡沫，并且探讨了实验条件对氮掺杂石墨烯电化学性能的影响，并且探讨了石墨烯泡沫力学及体积相变，借助多种表征对氮掺杂类型形成机制进行了探讨。另外，我们通过水热反应制备了高电化学性能聚苯胺纤维/石墨烯复合材料。具体研究内容如下：（1）一步水热法制备氮掺杂石墨烯泡沫及其电化学性能影响因素探究。分别以邻苯二胺、间苯二胺和对苯二胺为还原掺杂剂，经水热反应，成功制备氮掺杂石墨烯泡沫，分别考察投料比、水热温度以及水热时间对材料电化学性能的影响。结果表明，当180℃水热7h投料比（m（OPD/GO））为1条件下所制备样品HOGO1电化学性能最佳，在1A/g电流密度下比电容达到645F/g，而且在50A/g电流密度下仍能达到500F/g，20A/g电流密度充放电1000次电容能保留97.6%；当120℃水热12h投料比（m（PPD/GO））为5条件下所制备样品HPGO5电化学性能最佳，在1A/g电流密度下比电容达到467F/g，而且在50A/g电流密度下仍能达到285F/g，20A/g电流密度充放电1000次电容能保留91%；当150℃水热12h投料比（m（MPD/GO））为10条件下所制备样品HMGO10电化学性能最佳，在1A/g电流密度下比电容达到365.7F/g，而且在50A/g电流密度下仍能达到128F/g，20A/g电流密度充放电1000次电容能保留83%。（2）石墨烯泡沫结构表征及掺杂氮种类形成过程探讨。利用SEM、TEM、Raman、XRD和XPS等表征手段对石墨烯泡沫进行结构表征。通过结构表征结合电化学性能探讨三种还原掺杂剂氮掺杂实现过程。结果发现：邻苯二胺有利于Quaternary-N的形成；间苯二胺有利于Pyridinic-N的形成；对苯二胺有利于Pyrrolic-N的形成。（3）高电化学性能聚苯胺纤维/石墨烯复合材料制备。聚苯胺纳米纤维（PANI-F）与氧化石墨烯（GO）经组装后，进行水热反应，制备了PANI-F/rGO（还原的氧化石墨烯）复合材料。利用扫描电子显微镜（SEM），傅立叶红外光谱仪（FT-IR），X射线粉末衍射仪（XRD）对样品形貌和结构进行表征。同时，借助循环伏安（CV），恒电流充放电（GCD），交流阻抗（EIS）对样品的电化学性能进行了测试。结果表明：rGO均匀包裹在PANI-F表面，在1M H2SO4的电解液中，当电流密度为1A/g时，PANI-F比电容为378F/g，而PAGO10（PANI与GO的质量比为10）比电容达517F/g；且当电流密度10A/g时，PAGO10的比电容为356F/g，而PANI-F的比电容仅为107F/g。