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超级电容器由于其出色的功率密度和循环寿命引起了新能源领域的研究热潮,而电极材料决定了超级电容器的整体性能,一直是能源领域的研发重点。目前研究的电极材料主要包括碳材料、氢氧化物、过渡金属氧化物和导电聚合物等。由于不同种类的电极材料都有着自身的优缺点,在超级电容器中仅使用单一的电极材料无法实现最优化的电化学性能,因此通过将不同种类的电极材料复合可以取长补短实现电化学性能的最优化。石墨烯因具有较高的导电性,优异的电化学稳定性和大的比表面积,是目前应用最广泛的电极材料。对其进行杂原子掺杂,能够调节其电子结构从而有效改进其物理化学性能,然而石墨烯制备过程中容易团聚堆积,导致比表面积减小,从而影响其电化学性能。聚苯胺作为超级电容器的电极材料虽然具有较高的电导率,但是在充放电过程中容易发生体积膨胀和收缩,导致聚苯胺的电化学性能大幅下降。因此,本文设计了一种氮掺杂石墨烯和聚苯胺（NG/PANI）纳米复合物,充分利用复合材料的协同作用,以期获得更杰出的电化学性能。主要结果如下:（1）采用稀释原位聚合法以过硫酸胺（NH4）2S2O4为氧化剂,盐酸（HCl）、硫酸（H2SO4）、高氯酸（HCl O4）为掺杂剂合成了导电PANI。扫描电镜（SEM）结果表明HCl O4掺杂的PANI呈纳米纤维结构,HCl和H2SO4掺杂的PANI呈纳米短棒结构。X射线衍射光谱（XRD）和傅里叶红外光谱（FTIR）研究表明三种酸掺杂的导电PANI成功合成,而且HCl O4掺杂的PANI材料相比于HCl和H2SO4掺杂的PANI结晶性更高。通过四探针测试探究三种酸掺杂PANI的导电性能,结果表明PANI-HCl O4具有最高的导电率,在最佳合成条件下达到10.25 S/cm,高于PANI-HCl（9.24 S/cm）和PANI-H2SO4（8.37 S/cm）。（2）通过水热法以乙二胺（EDA）为氮源和还原剂,制备了三维氮掺杂石墨烯水凝胶（NG）。扫描电镜（SEM）和透射电镜（TEM）表明制备的NG具有三维多孔结构,而且NG纳米片非常薄,这种纳米薄片结构的石墨烯往往具有更大的比表面积。X射线衍射光谱（XRD）和拉曼光谱（Raman）研究表明NG水凝胶材料相比于单纯的还原氧化石墨烯（RGO）无序度增加,层间距加大。通过循环伏安法（CV）、恒电流充放电（GCD）和交流阻抗测试（EIS）研究NG水凝胶材料的电化学性能。结果表明本文所制备的NG水凝胶材料具有良好的电化学性能,在0.5 A g-1的电流密度下比电容值高达317 F g-1,即使在20 A g-1的大电流密度下比电容值仍能达到130 F g-1,具有优异的电容行为。（3）采用稀释原位聚合法合成了氮掺杂石墨烯和聚苯胺纳米复合材料（NG/PANI）。因为NG和PANI的协同增效作用,NG/PANI的电化学性能较单独NG和PANI都有显著的提高。NG/PANI在0.5 A g-1的电流密度下比电容达到620 F g-1,在高电流密度20 A g-1时,仍然可达474 F g-1,表明NG/PANI复合材料具有良好的倍率性能。在5000次循环稳定性测试后仍保持84.4%的初始比电容。以氮掺杂石墨烯/聚苯胺（NG/PANI）纳米复合材料作为正极,活性炭（AC）作为负极,组装成非对称超级电容器器件NG/PANI//AC（ASC）在功率密度为800 W kg-1时,能量密度高达33.14 W h kg-1,器件在5000次循环稳定性测试后仍具有79%的高电容保持率。