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静电纺丝法制备炭超细纤维具有简单、高效和工业化特征显著等特点,在超级电容用电极活性材料中极具应用价值。本文利用静电纺丝技术制备RGO@炭超细纤维,并对其电化学性能进行研究。主要研究为以下四个方面:(1)氧化石墨(graphtie oxide,GO)的制备及表面改性研究。以改进的Hummer法制备GO,采用超声破碎法制备小尺寸GO。考察不同超声破碎时间(30min、60min和90min)下高强度超声波对GO尺寸大小、片层厚度等的影响因素和作用机制。通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、红外光谱分析(FIRT)和激光粒度分析(LPSA)等对GO进行表征。结果显示在20kHz,700W强超声波作用下30min～90min,超声波空化作用力可以沿着GO表面的缺陷部分将GO进一步切割,得到GO直径在1μm～5 μm、厚度为100nm的超小尺寸GO颗粒。GO表面改性研究。利用硅氧烷偶联剂(KH550)和表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、聚乙二醇(PEG)和油酸钠(NaOA)对GO进行表面改性,通过溶液稳定性、FTIR等,研究其在N,N’-二甲基甲酰胺(DMF)中的溶解度的影响因素和作用机制。结果显示油酸钠较长的烷基链对GO表面有很好的包覆作用,使得亲水性的GO表面亲油性增加,提高其在DMF中分散液稳定性,可以得到稳定的GO:PAN(m/m)=1:100,GO 浓度为 0.0 1wt%的 PAN/DMF 分散液。(2)RGO@炭超细纤维的制备及表征。按GO/PAN(m/m)=1:1 00的质量比,将GO分散在DMF有机溶剂中,改性后与PAN配制成浓度为10wt%,GO含量为0.01wt%的静电纺丝前驱液。以油酸钠表面改性的超小粒径GO为添加成分,考察不同粒径尺寸(1μm、2μm和5μm)的GO,对PAN静电纺丝纤维的影响因素和作用机制。通过SEM光学显微镜等,对静电纺丝纤维形貌结构进行表征。结果显示粒径尺寸2μm的GO与PAN混合静电纺丝,可以得到纤维直径分布100nm～500nm、GO含量为0.01 wt%的GO@PAN静电纺丝纤维。将GO@PAN静电纺丝纤维进行GO热还原和PAN高温碳化处理,得到RGO@炭超细纤维。通过SEM、孔隙结构分析和XRD等对RGO@炭超细纤维的形貌结构进行表征。结果显示RGO@炭超细纤维具有有序的RGO垂直阵列排布于炭超细纤维表面的自支撑柔性结构,其具有较高比表面积(870m2·g-1)、中孔(5.0nm～50.0nm)分布率占80%～90%和适宜孔容积(0.331cm3/g)。(3)RGO@炭超细纤维超级电容器电化学储能行为研究。以RGO@炭超细纤维为电极材料制备超级电容器。利用交流阻抗分析、循环伏安分析和恒电流充放电分析等对其电化学性能进行表征。结果显示超细碳纤维具有高比电容量(11.2Wh·kg-1)、高功率性能(20kW·kg-1)和长循环寿命(2000次后充放电效率为99.1%)。