超级电容器的性能介于传统电容器和化学电池之间，是一种新型储能元件，具有比普通电容器更高的比能量，比电池更大的比功率，且具有循环寿命长，使用温度范围宽、安全性高等特点。近年来在信息、通讯、航天、航空和国防等领域广泛应用。电极材料作为决定超级电容器性能的关键因素，是目前超级电容器的研究热点。目前碳材料、金属氧化物和导电聚合物是用于超级电容器的主要材料。石墨烯是一种由单层碳原子组成的新型的碳材料。由于具有特殊的纳米结构以及优异的性能，石墨烯在电子、催化、光学、传感器、二次电池、超级电容器等诸多领域显示了巨大的应用潜能。利用单原子层的石墨烯纳米片作为基质，在其表面负载纳米功能颗粒制备复合纳米材料用做与光电子和能量存贮设备是目前有关石墨烯研究的一个重要方向。本论文中，首先利用改进的Hummers法制备氧化石墨烯，然后用葡萄糖做还原剂制备石墨烯，再利用这些具有良好分散性的石墨烯为基质材料，通过原位生长，原位聚合等方法制备石墨烯复合材料用于超级电容器电极，并研究了复合材料结构特征和电化学性能。主要内容如下：采用一种绿色简易的合成方法制备了石墨烯/氧化锌(GNS/ZnO)复合物用于超级电容器电极材料。首先用葡萄糖代替传统的高毒性的水合肼作为还原剂，将制备的氧化石墨还原为石墨烯。用该法制备的石墨烯在水溶液里有很好的分散性。然后用这种具有良好分散性的石墨烯作为基质，通过原位生长法制备GNS/ZnO复合物。氧化锌颗粒沉积在石墨烯的表面阻止了石墨烯的团聚。通过循环伏安、交流阻抗和恒流充放电分析复合电极材料的电化学性能，结果表明该复合材料的比电容为62.2F/g，最大功率密度为8.1KW/kg，经过200次充放电循环后容量衰减为5.1%，显示了良好的循环寿命。以石墨烯为基体材料采用水热法制备了石墨烯/镍铝水滑石(GNS/LDH)复合物用于超级电容器电极材料。扫描电镜和透射电镜结果表明六方形水滑石片均匀的附着在石墨烯的表面。在5mA/cm~2的充放电电流密度下该复合材料的最大比电容为781.2F/g，且循环寿命良好，经过50次循环后比电容增加了38.07%，200次循环后比电容仍为初始容量的22.56%。通过原位聚合反应制备了用于超级电容器电极的石墨烯/聚苯胺(GNS/PANI)复合材料。通过扫描电镜和透射电镜可以看出50nm左右的聚苯胺纳米圆片沉积附着在石墨烯的表面。这些附着的聚苯胺纳米片一方面阻止了石墨烯的团聚，一方面提高了复合材料的比电容，同时基体材料石墨烯与聚苯胺协同作用提高了复合材料的电化学性能，该复合材料的最大比电容为329.5F/g，循环寿命良好。