石墨烯是由单层大量sp2杂化碳原子紧密排列形成的、具有二维蜂窝状晶体结构的碳素材料。其独特的结构使其具有高理论比表面积(2630m2g-1)、超快电子迁移率(室温下20000cm2V-1s-1)、高杨氏模量(1060GPa)、高强度(130GPa)和高热导率(3000W m-1K-1)等优良的物理性质。石墨烯在储能、催化、传感器以及功能性复合材料等领域有较广阔的应用前景,尤其是高理论比表面积与室温下超快电子迁移率的特点使它可以作为超级电容器的电极材料而受到研究人员的广泛关注。本文首先针对化学转化法制备的石墨烯粉末易团聚而使其比表面积远小于理论值,使其作为超电容电极材料时性能下降的问题而制备了高比表面积的石墨烯与活性炭复合材料；进一步针对在粉末状材料制备超级电容器电极材料过程中需外加导电剂与粘结剂从而对活性材料孔隙进行堵塞的问题,制备了石墨烯纸质整体性材料。采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman Spectra)、X射线光能谱(XPS)以及低温氮气介质的物理吸附技术对所制备材料的物性进行了研究；在6mol L-1KOH电解液中,采用循环伏安、恒流充放电以及交流阻抗法(两电极或三电极测试体系)对材料的电化学性能进行了研究。论文的主要内容如下：1)按不同比例将葡萄糖溶入氧化石墨烯水溶液中,然后将溶剂蒸发得到前驱体材料,再经过预碳化和活化过程制备出石墨烯与活性炭复合材料。在此基础上,探讨了氧化石墨在前躯体中的含量对复合材料电化学电容特性的影响。结果表明：当氧化石墨在前驱体中占3wt%时,该复合材料不仅表现出优于活性炭与活化石墨烯的质量比电容值(最高达334F g-1),而且较之于活性炭具有更好倍率特性。石墨烯／活性炭复合电极在1000mA g-’的电流密度下循环1000次,仍能保持93.5%的比容量。葡萄糖与氧化石墨烯中含氧官能团间氢键的形成在高性能超级电容器石墨烯与活性炭复合电极材料制备过程中发挥了重要作用。2)以未经任何分散处理的氧化石墨溶胶为原料,于60℃下利用气液界面自组装原理干燥制备氧化石墨纸质材料(直径为10cm),然后利用水合肼溶液的相转移过程,在不同温度下200m1密闭的水热釜中对氧化石墨纸质材料进行还原而获得石墨烯纸质整体性材料。在此基础上考察了还原前后电化学电容变化的原因以及还原温度对石墨烯纸电化学电容特性的影响。结果表明：肼蒸气还原引入具有赝电容活性的氮官能团和羰基官能团含量的提升改善了材料的电容特性；随着还原温度的升高,质量比电容先升高再降低；当还原温度为150℃,石墨烯纸的质量比电容与倍率特性均为最佳,其质量比电容值为143F g-1,石墨烯纸在1000mA g-1的电流密度下循环1000次的容量保持率达到99.8%。