超级电容器也叫电化学电容器作为一种环境友好和性能良好的储能设备在众多领域得到了广泛的应用。石墨烯（GNS）是一种二维纳米材料，拥有优异的物理、化学和热学性能是电化学电容器的理想电极材料。石墨烯是单层的石墨材料，在电化学反应的过程中可以充分利用其整个表面形成双电层。为了近一步改善石墨烯材料的电化学性能，科研工作者将目光转向了以石墨烯材料为导电载体的研究，石墨烯基复合材料作为超级电容器的电极材料是目前研究的热点课题。本文通过不同方法制备了褶皱石墨烯（GY-GNS）、石墨烯/二氧化锰（GNS/MnO₂）复合材料和石墨烯/二氧化钛/二氧化锰（GNS/TiO₂/MnO₂）复合材料并将其作为超级电容器的电极材料，通过XRD、SEM、TEM、Raman等测试方法对制备的材料进行了微观结构分析，采用循环伏安法、恒流充放电法、交流阻抗和循环寿命分析考察了材料的电化学性能。通过剧烈温度变化产生的冷热应力使石墨烯表面产生褶皱，确定高温液氮法为制备褶皱石墨烯材料的最优工艺。SEM和TEM的微观形貌表明高温液氮方法制备的石墨烯材料在石墨烯片层上形成了大量的褶皱和卷曲，由于在高温含氧气氛下存在碳的氧化反应，导致在石墨烯表面上存在相当多的中孔（15⁴0nm），这种独特的石墨烯片层结构确保了其良好的电容性能。在6mol·L^-1KOH电解液中，2mV·s-1扫速下，比容量达349.1F g-1。在100mV·s-1扫速下经过5000次循环寿命测试其比容量基本没有衰减。分别以褶皱石墨烯（GY-GNS）和水合肼还原石墨烯（HY-GNS）为导电碳载体，通过乙醇滴加高锰酸钾的方法在两种石墨烯片层上负载MnO₂制备GNS/MnO₂复合材料，并考察载体的微观结构以及不同的MnO₂负载量对复合材料电化学性能的影响。以GY-GNS和MnO₂质量比2:8制备的GNS/MnO₂复合材料（GGM2）电化学性能优于以HY-GNS和MnO₂质量比2:8制备的GNS/MnO₂复合材料（HGM2），进一步说明合成的GNS/MnO₂复合材料的比容量不仅与MnO₂的负载量有关更与导电碳载体的微观结构密切相关。随着褶皱石墨烯上二氧化锰负载量的增加，GY-GNS/MnO₂复合材料的比容量呈现先递增后降低的趋势，说明MnO₂的负载量对制备复合材料的比容量有很大的影响，并且石墨烯载体与二氧化锰之间存在一定的适宜比。通过以TiO₂作为电子的传输媒介，采用微波合成的方法制备GNS/TiO₂/MnO₂复合材料，并分别考察了GNS/TiO₂/MnO₂复合材料在正常的日光环境下测试和在紫外灯持续照射下测试复合材料电化学性能的差异。二氧化钛在紫外灯持续的照射下电子被激发，同时产生空穴缺陷，二氧化钛的激发产生了电子流，由于二氧化锰包覆了二氧化钛，紫外灯的持续照射使二氧化钛作为媒介促进了二氧化锰的电子传导，提高了二氧化锰的电导率，从而改善了GNS/TiO₂/MnO₂复合材料的整体性能。GNS/10%TiO₂负载69.5%MnO₂的材料（GNS/TiO₂/MnO₂）在紫外灯持续照射后比容量也有了近10%的提升，在50mV·s-1的扫速下GNS/TiO₂/MnO₂复合材料电极在正常测试条件下比容量为168.5F·g-1，而在紫外灯的持续照射下GNS/TiO₂/MnO₂复合材料电极的比容量达到了182.1F·g-1。最后以GNS/MnO₂复合材料为正极，以石墨烯材料作为负极组装成混合超级电容器，在1mol·L^-1Na2SO4电解液中，0¹.8V的电压区间测试其电化学性能。根据所用正负材料的不同，混合型超级电容器分别标记为：（1） GGM2//GY-GNS；（2） HGM2//HY-GNS；研究不同方法制备的石墨烯为原料制备的正负材料对混合型电容器电化学性能的影响。组装混合型电容器GGM2//GY-GNS和HGM2//HY-GNS，混合电容器GGM2//GY-GNS的能量密度和功率密度都高于混合电容器HGM2//HY-GNS。当混合电容器GGM2//GY-GNS的功率密度为164.93W·kg-1时，它的能量密度为41.23Wh·Kg-1，而当其功率密度为8205.86W·kg-1时，能量密度达到8.21Wh·Kg-1。