随着现代经济的快速发展,不可再生能源的需求量急剧增加,能源危机和温室效应等环境问题逐渐引起了人们的重视,新型能源和储能技术的开发势在必行。在现有的储能装置中,超级电容器由于其具有高功率密度、优异的库仑效率和快速充放电等独特的电化学性能,被认为是最有前景的储能设备。电极材料是影响超级电容器电化学性能的主要因素之一,通过改变材料的化学组成和微观结构可以获得具有优异电化学性能的理想电极材料。石墨相氮化碳（g-C₃N₄）作为一种二维的含氮碳材料由于其具有高密度的氮、化学稳定性、低成本和环境友好性等特点,已被广泛用于催化、燃料电池、锂离子电池及超级电容器等储能系统。基于通过不同材料制备的复合材料既可以保持其自身的性能外还可以拥有协同效应,复合材料将表现出优于单一材料的优异性能。将g-C₃N₄与其他导电材料结合在一起,可以增加复合材料的反应活性位点和导电性,从而满足储能设备的实际需求。本文制备了三种g-C₃N₄复合材料,并将其作为超级电容器电极材料探究其电化学性能。具体内容如下:1.通过简单的化学氧化法制备g-C₃N₄纳米片,与PEDOT:PSS直接混合制备了PEDOT:PSS@g-C₃N₄复合材料。通过优化PEDOT:PSS和g-C₃N₄之间的质量比,获得了具有最优的电化学性能的PEDOT:PSS@g-C₃N₄（1:5）电极材料,在1 A g^-1的电流密度下显示出了277 F g^-1的电容值,5000次充放电循环后的电容保留率为94.2%。通过g-C₃N₄中的氮和PEDOT:PSS与g-C₃N₄之间的协同作用,提高了电导率和电荷输送且抑制了g-C₃N₄的重新堆积,从而获得了具有优异电化学性能、高库伦效率和高能量密度的超级电容器电极材料。2.通过简单的水热法在SnS₂纳米片上原位生长g-C₃N₄制备了SnS₂/g-C₃N₄复合材料。通过优化g-C₃N₄和SnS₂之间的质量比,获得了具有最优电化学性能的SnS₂/g-C₃N₄（SSCN-2）电极材料,在0.5 A g^-1的电流密度下提供了552 F g^-1的比电容,15000次充放电循环后的电容保持率为95.8%。通过SSCN-2组装的对称超级电容器在1 A g^-1的电流密度下显示出120 F g^-1的比电容,得益于复合材料具有增加的表面积和高质量的异质结构,加快了电子转移和电化学反应速率。同时,g-C₃N₄作为支撑材料避免了SnS₂的堆积,获得了优异的循环寿命。3.基于SnO₂自身具有高导电性和宽电压窗等优点,通过简单的水热反应制备了的SnO₂/g-C₃N₄复合材料。通过优化g-C₃N₄和SnO₂之间的质量比,获得了具有最优电化学性能的SnO₂/g-C₃N₄（SOCN-2）电极材料,在电流密度为1 A g^-1时显示出488 F g^-1的比电容,5000次循环后的电容保持率为97.2%。通过SOCN-2组装的对称超级电容器在电流密度为1 A g^-1时电容值为153 F g^-1。利用SnO₂和g-C₃N₄之间的协同效应和高质量的异质结构,同时通过g-C₃N₄抑制SnO₂堆积,获得了具有优异的电容性能、高库伦效率、高能量密度和高循环稳定性的超级电容器电极材料。