作为一类神奇的碳材料,石墨烯具有许多优异性质,如大比表面积、高强度和高导电性能等。因此,有望应用于储能、半导体和生物医药等多个领域。然而,其片层之间容易重新堆叠,限制了工业化应用。氧化石墨是石墨烯的一个重要衍生物,经过还原过程可得到石墨烯基材料。它具有凝胶特性,在一定条件下可形成石墨烯基水凝胶。其独特的空间结构不仅可以阻止片层重新堆叠,而且可以更为方便地应用于器件材料中。本文采用了改进的Hummers法制备氧化石墨(GO),经水热过程形成石墨烯水凝胶(GH),并对GH进行结构表征和测试。结果表明,GO基本被还原成石墨烯,所得到的水凝胶具有三维宏观结构和良好的电化学性能。在此基础上,采用水热法制备碳酸锰/石墨烯复合物水凝胶(MGH)和四氧化三钴/石墨烯复合物水凝胶(CGH)。分别考察了氯化锰(MnCl2)与GO的投料比、四氧化三钴(Co3O4)与GO负载比、不同反应溶剂和溶剂量对MGH和CGH的宏观、微观结构以及电化学性能影响。结果表明,碳酸锰(MnCO3)和四氧化三钴(Co3O4)纳米颗粒不仅可以进一步阻止石墨片层的重新堆叠,而且有利于提高石墨烯基复合物材料的比电容。在三电极电化学测试体系下,MGH的比电容可达到613.8F·g-1,相比于纯MnO2(233.8F·g-1)、纯MnCO3(13.5F·g-1)和GH (208.5F·g-1),具有较好的电化学性能。同样,在二电极电化学测试体系下,CGH (247.9F·g-1)与纯CO3O4(77.9F·g-1)和GH (175.7F·g-1)相比,也具有较为优异的电化学性能。