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超级电容器,是一种新型的储能元件,其能量密度高、循环寿命长、快速充放电速率,为满足人们对大瞬间大电流释放的要求,超级电容器已在全世界范围引起了极大的关注。近几年对超级电容器的研究主要集中在电极材料的制备上,包括各种碳基材料、导电聚合物和过渡金属氧化物。石墨烯有着高达2600m2/g的理论比表面积,良好的导电性、热稳定性、化学惰性和宽的电压窗口,是一种较理想的双电层电容器电极材料。本文以氧化石墨烯(GO)为原材料通过一步自组装化学还原法制得三维石墨烯水凝胶(GH),在60℃条件下,控制还原剂水合肼的量制得不同还原程度的石墨烯,对所得产物的比表面积、混乱程度、褶皱程度和含氧官能团等因素系统分析,发现石墨烯片层上含氧官能团的含量是影响GH电化学性能的主要因素,当加入53u1的水合肼,以1mol/L H2SO4水溶液为电解液,在两电极体系下恒电流充放电电流密度为1A/g时,得到最大的比电容195F/g。基于上述结果,为探讨不同分散液对所得产物电化学性能的影响,分别采用了水和乙醇为分散液,获得了凝胶体系,控制水合肼的量制得不同还原程度的石墨烯,并对所得产物的电化学性能进行测试,结果表明,随着还原剂量的改变,在两种体系下的电化学性能有着相同的规律,在水体系下可获得更好的电化学性能。此外,为探讨GH作为载体与MnO2复合所得的复合材料的电化学性能,通过一种简单的氧化还原反应法制备了GH-MnO2的复合水凝胶材料,利用KMnO4与GH片层表面上的碳原子发生原位反应,使得生成的Mn02纳米粒子填充于三维的GH网孔中。结果表明,常温下KMnO4浓度为0.1mol/L,反应时间为4h,所得GH-MnO2复合材料表现出了较高的比电容、优良的循环性能和倍率特性。在两电极体系中,在以6mol/L KOH为电解液,电流密度为0.2A/g的条件下通过恒电流充放电测试得到比电容值为254F/g,并且在恒电流充放电循环1000次后还能保持80.3%的比电容,此复合材料作为超级电容器电极材料具有潜在的应用价值。