随着能源需求的逐渐增大,储能技术急需发展以提高能源的利用效率。高能量密度储存电容器因在可控条件下可以储存和释放充足的电量而引起广泛关注,其中聚合物基介电复合材料具有良好的加工性能和轻质等特点,有利于电子元器件的小型化、便携化和轻质化。石墨烯比表面积大,导电性好,机械性能优异,填充到聚合物基体中,可以显著提高聚合物基介电复合材料的介电性能。但是,石墨烯在聚合物基体中容易团聚和直接接触问题以及其与聚合物基体较差的相容性限制了该类材料介电性能的提高。在本文中,我们采用水热法制备了非晶碳包覆的石墨烯纳米片的核壳结构（GNs@AC）,在此基础上通过混酸氧化制备了石墨烯纳米片@表面修饰非晶碳核壳结构（GNs@s-AC）。随后,我们将这两种材料填充进聚偏氟乙烯基体中制备了复合材料,并系统地研究了两类复合材料的介电性能。（1）我们采用水热反应制备了石墨烯纳米片@非晶碳（GNs@AC）核壳结构。透射电镜（TEM）、扫面电镜（SEM）和原子力显微镜（AFM）分析结果表明:石墨烯纳米片被非晶碳层完全包覆。而红外分析结果则表明:相比于本征的石墨烯纳米片,石墨烯纳米片@非晶碳核壳结构在未出现新特征峰的情况下,其在溶液中的分散性得到提高。我们采用溶液混合和冷压技术分别制备了不同填充量的石墨烯纳米片@非晶碳/聚偏氟乙烯复合材料和石墨烯纳米片/聚偏氟乙烯复合材料。经过对两种复合材料的介电性能进行详细测量后发现,两种复合材料的介电常数、损耗两个参量都随测量频率、掺杂量的变化表现出相似的规律。然而,不同的是,在相同掺杂量和测试频率的条件下,石墨烯纳米片@非晶碳/聚偏氟乙烯复合材料的介电常数明显高于石墨烯纳米片/聚偏氟乙烯复合材料,而介电损耗则低于后者,这主要归因于非晶碳层的引入阻止了石墨烯纳米片的直接接触。（2）我们使用混酸将石墨烯纳米片@非晶碳氧化得到石墨烯纳米片@表面修饰非晶碳（GNs@s-AC）核壳结构。透射电镜（TEM）、扫面电镜（SEM）和原子力显微镜（AFM）分析结果表明:石墨烯纳米片被表面修饰的非晶碳层完全包覆。而红外分析和X射线光电子能谱分析结果则表明:非晶碳壳层表面接枝了羟基、羧基等含氧官能团,并且其在溶液中的分散性得了显著提高。我们采用溶液混合和冷压技术制备了不同填充量的石墨烯纳米片@表面修饰非晶碳/聚偏氟乙烯复合材料。经过对复合材料的介电性能进行详细测量后发现,该种复合材料的介电常数、损耗两个参量随测量频率、掺杂量的变化表现与（1）中制备的两种复合材料相似。然而,不同的是,在相同掺杂量和测试频率的条件下,石墨烯纳米片@表面修饰非晶碳/聚偏氟乙烯复合材料的介电常数明显高于石墨烯纳米片@非晶碳/聚偏氟乙烯复合材料,而介电损耗则低于后者。这主要归因于非晶碳层的表面接枝了含氧官能团,增加了石墨烯纳米片@表面修饰非晶碳与聚合物基体之间的相容性,进而更容易形成更多的微电容器结构。