石墨烯自被发现以来受到了广泛的关注，其巨大的比表面积和良好的导电能力预示着石墨烯作为一种新型碳材料在电子、储能领域有重要的应用价值。　　 解决石墨烯制备、应用过程中的团聚问题，一直是石墨烯领域研究的重点。水相氧化还原法是制备石墨烯的重要方法之一，以该方法得到的石墨烯微片以极低的浓度分散于水中。但要获得有应用价值的石墨烯材料，需将石墨烯水分散液浓缩提取。在浓缩提取过程中，石墨烯极易重叠团聚而失去应用价值。　　 常规方法合成的石墨烯在作为电极材料应用过程中团聚较大，难以发挥其比表面积大的优势。本文用亲水性高分子聚丙烯酰胺和聚异丙基丙烯酰胺改性石墨烯，通过抽滤浓缩制备出高分子改性石墨烯自支撑薄膜。聚丙烯酰胺和聚异丙基丙烯酰胺改性后的石墨烯自支撑膜能够表现出较高的吸水率和很好的重复吸水性，聚丙烯酰胺和聚异丙基丙烯酰胺存在与石墨烯薄膜层间能有效减少石墨烯的团聚，在不同的扫描电压下改性的石墨烯薄膜都表现出了良好的循环稳定性，表现出了良好双电层电容器特性，并且聚丙烯酰胺改性后的石墨烯自支撑膜具有较高的比电容，聚异丙基丙烯酰胺改性后的石墨烯自支撑膜比电容可以达到273.8F/g，表现出良好的储能能力。石墨烯掺杂导电高分子可以提高石墨烯的电容。本文还采用了苯胺对石墨烯自支撑膜做了原位聚合改性，聚苯胺改性后的石墨烯薄膜表现出了赝电容的特性，反应时间会直接影响酸掺杂的聚苯胺的导电性，研究表明苯胺聚合的时间在6-24h之间时改性石墨烯薄膜都表现出良好的循环稳定性和较高的比电容可以达到326.7F/g。　　 为了进一步保证石墨烯的分散稳定性，避免制备应用过程中的团聚，本文还制备出的石墨烯/聚丙烯酰胺互穿网络水凝胶和石墨烯/聚异丙基丙烯酰胺互穿网络水凝胶。亲水性高分子形成的三维互穿网络结构能在体系中对石墨烯形成立体支撑，能更有效避免石墨烯的团聚。将石墨烯/聚合物互穿网络水凝胶用作超级电容器的电极，亲水性高分子和聚合物网络结构能有效阻碍因石墨烯团聚而引起比表面积降低，并且通过亲水性聚合物网络使电解质与石墨烯表面充分浸润，提高石墨烯电极的有效表面积，降低电极的内阻，从而获得比电容高的超级电容电极材料。以该水凝胶作为超级电容器的电极材料表现出了良好的循环稳定性，电容也表现出了较好的双电层电容器特性，具有作为超级电容器电极材料的潜质。