超级电容器又称为电化学电容器,是一种介于物理电容器和二次电池之间的新型的储能元件,兼有二次电池的高能量密度和传统电容器的高功率密度的特点。不但能单独充当普通电源,还能与普通电池或燃料电池合并使用。因此,超级电容器在移动通讯、信息技术、航天航空和国防科技等诸多领域显示出广泛的应用前景。电极材料是影响超级电容器性能和成本的重要因素,研究与开发高性能的电极材料是目前的研究重点之一。超级电容器的电极材料主要有:碳材料、贵金属氧化物及其水合物、导电聚合物及其复合材料等,单独的一类电极材料很难同时具备高比容量、高循环寿命、高能量密度和高功率密度的特性。近年来,由于具有较高的比表面积,石墨烯的出现为超级电容器的发展提供了新的活力。本文采用简单易行的溶剂热法制备了石墨烯和氮掺杂石墨烯,并通过不同工艺对石墨烯进行功能化处理和半导体纳米粒子负载,采用X-射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)和扫描电子显微镜(SEM)等分析测试手段研究其形貌、组成和结构,并测定其电化学性能。同时,采用刮涂法制备石墨烯基薄膜,经一定温度热处理获得超级电容器电极,以PVA/H3P04为固体电解质组装对称超级电容器,用三电极系统测试器件的电化学性能。研究氮掺杂、功能化处理和半导体纳米粒子负载对石墨烯电化学性能的影响。