超级电容器作为电化学储能中最有前途的器件之一,因高效储能和超长使用寿命受到人们的广泛关注。石墨烯具有比表面积大、密度低、导电性和力学稳定性好等特点而备受关注。石墨烯作为超级电容器的电极材料,其比电容受限于石墨烯片层团聚。将石墨烯组装成三维（3D）多孔网络结构的石墨烯气凝胶,可避免片层团聚。将石墨烯与过渡金属氧化物及导电高分子组装,可制备具有高比容量的3D石墨烯复合气凝胶。本文采用水热自组装法将石墨烯与二氧化锰（MnO₂）和聚苯胺（PANI）复合制备了石墨烯复合气凝胶;通过FTIR、XRD、BET以及SEM等一系列技术对其形貌和结构进行了表征;将石墨烯复合气凝胶作为工作电极,研究了工作电极的电化学性能。具体工作内容与成果如下:（1）将还原氧化石墨烯（RGO）与MnO₂复合制备了MnO₂/RGO复合气凝胶。通过SEM及BET等测试分析其微观结构发现,MnO₂/RGO复合气凝胶具有多孔结构。经电化学测试发现,MnO₂/RGO在电流密度为1 A/g和40 A/g下,其比电容分别为252 F/g和146 F/g,高倍率下的容量保持率为57.9%。MnO₂/RGO在20 A/g下进行10000次循环后容量保持率为87.8%。（2）利用植酸（PA）改性MnO₂/RGO制备了具有3D多孔网状结构的MnO₂/P-RGO复合气凝胶。PA的引入减小了MnO₂的粒径,改善了MnO₂粒子的分散性。电化学性能测试表明,MnO₂/P-RGO在电流密度为1 A/g和40 A/g时,其比容量分别为645 F/g和410 F/g,高倍率下的容量保持率为63.6%。MnO₂/P-RGO在电流密度为20 A/g下进行10000次循环后容量保持率为91.8%。（3）利用聚苯胺类流体（S-PANI）改性MnO₂/P-RGO制备了MnO₂/S-PANI/P-RGO复合气凝胶。分析其微观结构发现,MnO₂/S-PANI/P-RGO复合气凝胶具有3D多孔网状结构。S-PANI的引入增强了MnO₂/S-PANI/P-RGO的导电性,减小了MnO₂/S-PANI/P-RGO的离子扩散阻抗。电化学性能测试表明,MnO₂/S-PANI/P-RGO在电流密度为1 A/g和40 A/g时,其比容量分别为571 F/g和413F/g,高倍率下的容量保持率为72.6%,倍率稳定性良好。MnO₂/S-PANI/P-RGO在电流密度为20 A/g下进行10000次循环后容量保持率为96.7%,循环稳定性能优异。