超级电容器作为新型储能设备,具有循环寿命长、原理简单、电荷运输能力强等优点,为21世纪日益增加的能源需求提供了一个极具前景的选择。电极材料的优劣是影响超级电容器性能的关键因素,分为碳材料、导电聚合物和金属氧化物,但这些材料单独使用时存在诸多缺陷。如石墨烯是一种具有二维片层结构的碳材料,具有比表面积大、导电性优异等特点,但其比电容较低;聚吡咯（Ppy）作为一种典型的导电聚合物,具有较好的电容性能且对环境友好,但Ppy的循环稳定性和机械性能较差;四氧化三钴（Co₃O₄）是一种过渡金属氧化物,其理论比电容高达3560 F/g,但其导电性及循环稳定性较差。鉴于单一材料各有优缺点,所以本论文以石墨烯及氮修饰石墨烯为基底,分别与Ppy、Co₃O₄结合,取长补短,以得到更为理想的复合电极材料。本论文研究内容如下:（1）采用单极脉冲电化学沉积法在石墨烯（RGO）修饰的铂基体上制备了电活性石墨烯/聚吡咯/铁氰根(RGO/Ppy/FCN^3-)复合膜。通过傅立叶变换红外（FT-IR）光谱、扫描电镜（SEM）和X射线能谱（EDS）研究了复合膜的组成及其表面形貌,并用恒电流充放电、电化学阻抗（EIS）和循环伏安（CV）等测试复合膜的电容性能与循环稳定性。结果表明:RGO/Ppy/FCN^3-复合膜为三维多孔球状结构;在电流密度为2 A/g时,RGO/Ppy/FCN^3-复合膜的比容量可达337.5 F/g;在2000次循环伏安扫描过程中,复合膜电容量维持在70%左右。因此,RGO/Ppy/FCN^3-复合膜具有良好的电容器性能,是一种新型的超级电容器电极材料。（2）采用水热法通过改变氨基含量合成形貌可控的氨基修饰石墨烯前驱体,再经过高温煅烧得到氨基修饰RGO/Co₃O₄复合材料。实验结果表明:氨基及石墨碳含量决定Co₃O₄/NH₂-Gs复合材料的电化学循环稳定性。制备得到的样品中,Co₃O₄/NH₂-G（2）材料表现出良好的超级电容器性能,电流密度为1 A/g、15 A/g时比电容分别为2108.4、1356.7 F/g;充放电稳定性测试表明,材料在5 A/g电流密度下循环800次后容量保持率达64%。由此可得,Co₃O₄/NH₂-G（2）材料的比表面积大、导电性好、颗粒尺寸小和循环稳定性好,是理想的超级电容器电极材料。（3）采用不同方法制备不同种类氮修饰石墨烯前驱体,再经过高温煅烧得到不同种类氮修饰RGO/Co₃O₄复合材料。实验结果表明:不同种类N修饰RGO/Co₃O₄复合材料的电容性能各不相同,其中,Co₃O₄/N-RGO 550 oC样品中氨基氮的含量最多,该样品的超级电容器性能最好,由此可得,氨基氮含量是决定复合材料电容性能的关键因素。当电流密度为1 A/g、15 A/g时,Co₃O₄/N-RGO 550 oC样品的比电容分别为3850.9、1966.7 F/g;充放电稳定性测试表明,材料在5 A/g电流密度下循环800次后比电容仅下降9.8%。因此,Co₃O₄/N-RGO 550 oC复合材料是一种理想的超级电容器电极材料。