二氧化钛(TiO2)，一个典型的半导体材料，由于其成本低廉，环境友好，天然丰度和优异的化学稳定性等优点而被广泛应用于各种领域，如光催化，太阳能电池，锂离子电池和超级电容器等。然而，单纯的二氧化钛存在着颗粒容易团聚，电子运输能力差和比表面积小等缺点，这些问题阻止了它在这些领域的进一步应用，因此研究人员不得不开始寻求使用掺杂其他离子或者使用其他材料修饰的方法来提高它的性能。作为这些方法中的一种，与石墨烯耦合形成复合材料是近年来的一个热门研究课题。　　在本文中，我们设计了一个溶胶静电自组装过程来制备复合材料，在组装过程中，没有对带正电荷的氢氧化钛胶体和带负电荷的石墨烯胶体进行任何表面改性，带相反电荷的胶体粒子因为静电作用迅速而高效的结合在一起组装成复合材料，由于两种原材料都处于均匀分散的胶体状态，因此二氧化钛纳米颗粒能够更多更好的均匀分布在石墨烯的片层上。　　本文基于溶胶静电组装方法制备出两种二氧化钛形貌不同的复合物，分别为椭球体二氧化钛/石墨烯复合材料和纳米管二氧化钛/石墨烯复合材料，经过硼氢化钠水热还原得到椭球体二氧化钛，经过碱热和N2煅烧得到纳米管二氧化钛。使用透射电子显微镜，傅里叶变换红外光谱，X射线衍射技术，X射线光电子能谱，色散型拉曼光谱对复合材料的结构和形貌进行了表征，结果表明，第一种复合材料中二氧化钛明显呈现出的椭球的形状，长半径约为10nm,短半径约为5nm，第二种复合材料中二氧化钛表现为纳米管状，管径约为20-50nm,管长约为200-300nm。除此之外，还使用循环伏安，交流阻抗和恒流充放电对两种复合材料的电化学性能进行了表征。作为超级电容器电极材料，椭球体二氧化钛/石墨烯复合材料在0.1A/g电流密度下，放电比电容可以达到168F/g，材料的循环性能较好，1000圈后的容量保有率为71％。作为锂离子电池负极材料，纳米管二氧化钛/石墨烯复合材料在电流密度为0.1A/g时，其放电比容量可以达到479.8mAh/g，高倍率放电性能优异，在2A/g电流密度下，放电比容量为205.1 mAh/g。