金属氧化物的氧化还原过程可以产生较高的膺电容效应,因而成为近年超级电容器电极材料的研究热点。氧化钌,氧化镍,氧化钴等虽然具有较高的比容量,但存在材料成本高,环境污染等问题。CuO作为电极材料具有成本低、无污染等优点,但存在比容量不高,循环稳定性较差的缺点。本论文以石墨烯和纳米碳管为基底负载CuO提高其比表面积和活性物质利用率,进而提高电极材料的比容量和循环稳定性。论文的主要研究内容:(1)采用水热合成法制备了氧化铜/多层石墨烯(CuO/MLG)复合材料,研究了反应物添加量和温度对复合材料微结构和电化学性能的影响。研究结果表明,CuO呈球状颗粒分布在多层石墨烯表面,在80℃水热温度下石墨烯表面同时有棒状中间产物存在。随着乙酸铜添加量增多和温度升高,石墨烯表面负载的CuO颗粒尺寸逐渐变大,有团聚现象发生。电化学测试结果表明120℃水热温度加入100mg乙酸铜时复合材料具有最高的比容量,1A/g电流密度下达到184F/g,同时CuO颗粒尺寸较小时表现出较好的循环稳定性,在70℃水热温度下制备出小颗粒CuO(小于20nm)均匀分布在石墨烯表面的复合材料,活化后经过6000次恒流充放电可以保持比容量基本不变。(2)采用水热合成法在120℃下制备了氧化铜/纳米碳管(CuO/CNTs)复合材料。研究了反应物添加量对复合材料微结构的影响,并进行了电化学性能测试。研究结果表明,CuO呈球状颗粒附着在纳米碳管壁上,分布均匀,粒径在100~300nm之间,晶型好。电化学测试结果表明当添加100mg乙酸铜时复合材料具有最高的比容量,1A/g电流密度下达到212F/g,添加50mg乙酸铜时复合材料表现出最好的循环稳定性,活化后经过7000次循环比容量仍有97.7%,表现出较高的比容量和较好的循环稳定性。通过研究可以看出采用石墨烯和纳米碳管作为负载CuO的基底,增加了活性物质与电解液的接触面积提高其比容量,同时为充放电过程中活性物质体积形变提供了缓冲空间,提高了循环稳定性,表现出优异的电化学性能。