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电化学超级电容器(ESC)是一种新型储能器件,它介于蓄电池和传统静电电容器之间,具有容量高、功率大、可逆性好、循环寿命长、环境稳定性好等优点,有着广阔的应用前景,因而它受到了广大研究者的青睐。对于电容器来说,最关键的是其电极材料。石墨烯是一种新发展起来的碳材料,它具有比表面积大、导电性能好等优点,是一种良好的电极材料。但是单一的石墨烯比容量有限,难以充分发挥其优异性能。导电聚苯胺具有原料成本低、合成工艺简单、化学和环境稳定性好等优点,是一种良好的电极材料。但是纯聚苯胺作为电极材料时,在长期充放电过程中,循环稳定性差、比容量低等缺点限制了其应用,因而它是一种需要修饰的电极材料。活性碳纤维由于其导电性能好、强度高、比表面积大等优点成为了电容器电极材料研究热点,但是纯碳纤维表观密度低、耐酸性能差等缺点,因而需要对其表面进行修饰。采用石墨烯修饰聚苯胺和活性碳纤维,可提高其电化学性能。本文主要研究了石墨烯及其复合材料的制备及电化学性能,并比较石墨烯、碳纳米管在其复合材料中电化学性能优劣。采用透射电镜、扫描电镜、XRD等测试手段,对材料形貌和结构进行了表征；并且表征了材料的电化学性能,主要是采用循环伏安、恒电流充放电等电化学测试手段来测试表征的。具体研究内容如下：1.采用Hummers方法制备氧化石墨烯,之后分别采用化学还原法和高温氢气还原法还原得到石墨烯。比较两种方法得到的石墨烯可以看出,CGR电化学性能更为优异,比电容、循环稳定性更高,其比电容达到104.4F/g。2.采用原位聚合法制备了石墨烯/聚苯胺复合材料(CGR/PANI)和碳纳米管/聚苯胺复合材料(CNTs/PANI),探讨了石墨烯与碳纳米管与聚苯胺聚合得到的复合材料性能优劣。通过电化学测试可以看出,石墨烯/聚苯胺复合材料的电化学性能比碳纳米管/聚苯胺复合材料的电化学性能更好,其比电容达到148.4F/g。3.采用浸渍法及高温还原法制得石墨烯/活性碳纤维复合材料(GR/ACF),采用化学气相沉积法(CVD)在活性碳纤维上生长碳纳米管制备碳纳米管/活性碳纤维复合材料(CNTs/ACF)。通过电化学测试可以看出石墨烯/活性碳纤维复合材料比电容、循环稳定性高于纯碳纤维和碳纳米管/活性碳纤维复合材料。