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石墨烯气凝胶是由高度分散的石墨烯堆砌而成的三维结构,不仅保留了石墨烯优异的力学,热学及电学性能,还具有气凝胶轻质多孔的性质。石墨烯薄膜是石墨烯研究的热点之一,因此,研究具有结构稳定,性能优异石墨烯气凝胶及薄膜材料具有十分重要的意义。本论文主要研究内容包括：研究石墨烯气凝胶及薄膜的制备,探讨不同氧化石墨烯溶液的浓度、掺杂碳纳米管质量百分含量、反应时间、反应温度,还原方法等工艺条件对石墨烯气凝胶合成和性能的影响,并考察了不同炭化温度对石墨烯薄膜导电性能,微观结构和电化学性能的影响。主要结论如下：通过对比水热还原和抗坏血酸还原制备的石墨烯气凝胶的宏观性能和微观性能,得出水热还原方法更利于制备超低密度,良好抗压缩性的石墨烯气凝胶。采用改进的Hummers法制备的氧化石墨烯溶液为原料,针对氧化石墨烯浓度、水热还原时间和温度三方面探讨最佳的制备工艺条件。结果发现,当氧化石墨烯浓度为2.0mg ml-1和体积为30ml时,在水热还原时间为12h,温度为180℃条件下能很好形成石墨烯水凝胶,再结合冷冻干燥方法能得到性能良好的石墨烯气凝胶。该气凝胶具有轻质(0.74mg cm3),抗压缩性(杨氏模量0.048MPa)和导电性(0.84s m-1)等特点。为了进一步探讨掺杂碳纳米管对形成复合石墨烯气凝胶的影响及最佳掺杂比,采用上述制备纯石墨烯气凝胶的水热还原工艺条件。结果发现掺杂20%质量分数的碳纳米管制备的复合石墨烯气凝胶具有低密度(1.94mg cm3),在导电性(1.69s m-1)和抗压缩性(杨氏模量0.014MPa)方面性能更好。选取浓度为0.2mg ml-1和体积为15ml的氧化石墨烯溶液,采用真空抽滤法,制备完整的氧化石墨烯薄膜。发现随着炭化温度升高,导电率和比容量值增加。在1300℃高温炭化下制备的石墨烯薄膜在导电(37.6s m-‘)和电化学(79.83F g-1)应用方面具有良好的性能。