超级电容器作为一种有前途的电化学储能装置。有许多电池无法相比的优点,较短的充放电时间,较长充放电次数和优异的循环稳定性,得到了越来越多的应用。石墨烯因其本身突出的性能,使其成为研究超级电容器电极材料的热点,通过材料间的协同作用,引入其他材料与石墨烯进行复合,弥补石墨烯理论比电容的不足,是改进材料比电容的重要手段。本论文的主要研究内容如下:1、采用改良之后的hummers法,成功制备出单层石墨烯。利用氧化石墨烯为原料,经由化学还原之后,通过相关的测试手段对样品的形貌和结构进行表征。同时研究材料的电化学性能,研究发现,氧化石墨烯经过维生素C还原之后,石墨烯基本上是单层的,其片层结构变小。在以6 mol/L的氢氧化钾为电解质,电流密度为1 A/g的条件下,石墨烯的最大比电容可达155 F/g。2、将得到的氧化石墨烯,分别在不同的温度条件下进行热还原,研究不同热还原温度对石墨烯结构形貌的影响,通过对样品进行电化学性能的测试,分析温度对石墨烯电容性能的影响。研究发现随着热处理温度的升高,石墨烯的比电容先是增大后面减小,当热还原的温度为200 oC时,石墨烯的比电容达到最大260 F/g。同时研究了结冰速率对冷冻干燥石墨烯结构以及性能的影响。3、系统研究了加入氢氧化钾之后的氧化石墨烯,在不同温度下,其结构和性能的影响关系,研究了在不同处理温度下活化石墨烯的比电容与比表面积、含氧量之间的关系。通过XPS,Raman,FT-IR了解材料含氧官能团的变化,XRD,BET,SEM,TEM了解材料孔结构的变化;最后通过电化学测试手段,了解材料的电性能变化。研究发现发现当石墨烯的处理温度在400°C时,材料的比电容达到最大(326 F/g),当处理温度为800°C时,材料的比表面积达到最大3269m2/g,此时材料比电容为204 F/g。4、采用一步合成的方法制备氧化石墨烯与聚苯胺三维结构复合材料,研究不同氧化石墨烯含量对石墨烯聚苯胺复合材料结构和性能的影响。采用FT-IR等手段表征这种复合材料的结构。研究发现当氧化石墨烯含量5%时,此时聚苯胺与氧化石墨烯性能的三维结构最均匀,复合材料的电性能也达到最大(402 F/g)。同时将高比表面积石墨烯与聚苯胺复合,研究发现当苯胺浓度为3 mmol/L时,材料的比电容达到442 F/g。