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超级电容器作为一种新型储能装置，其性能介于传统电容器和二次电池之间，具功率密度高、循环寿命长和温度适应力强等特点，并且已经在消费性电子产品、电动汽车及国防设备等应用领域崭露头角。影响超级电容器性能优劣的最关键因素是电极材料。石墨烯具有高比表面积、导电性好和电位窗口宽等优点，是极具研究价值的新型超级电容器电极材料。而作为金属氧化物代表的二氧化锰具有很高的法拉第电容。因此，充分发挥各自材料的优势，制备二氧化锰／石墨烯复合电极材料将提高超级电容器整体性能。
本文首先以天然石墨为原料，采用改良的Hummers法制备氧化石墨烯(GO)，并以GO作为前驱体，通过微波消解快速制备石墨烯气凝胶。利用扫描电镜(SEM)、X-射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)及循环伏安测试(CV)等探讨了反应时间对材料形貌、结构和电化学性能的影响。结果表明：最佳微波时间为10分钟，该方法制备的石墨烯呈现相互交织形成特殊的三维网状结构，网孔几至几十微米，有利于电解质离子的吸附与双电层电容的形成。在6M KOH溶液中，当扫描速度为2mV s-1时，单电极比电容达到203.9F?g-1，经1000次恒流充放电循环后，容量几乎没有衰减，表现出优越的循环性能。
在此基础上，结合液相沉淀法在石墨烯气凝胶表面负载纳米γ-MnO2，制备纳米γ-Mn02/石墨烯气凝胶复合材料。用SEM、XRD和TG研究了复合材料的结构和形貌，发现呈蒲公英状的纳米Y-Mn02均匀沉积在石墨烯气凝胶表面及网孔内，且γ-MnO2的含量为25%。电化学性能测试表明，当扫描速度为2mV s-1时，单电极的比电容可达328.0F?g-1，比微波消解法制备的石墨烯气凝胶(203.9F?g-1)比电容提高60.g%。γ-MnO2/石墨烯气凝胶电容器具有良好的循环性能，循环1000次，其容量保持率为90.3%。
目前石墨烯与二氧化锰的复合材料主要采用多步法制备，鉴于此，以GO为基体，高锰酸钾为锰源，一水硫酸锰为还原剂，通过水热法使三者发生氧化还原反应，一步合成二氧化锰／石墨烯气凝胶复合材料。用SEM、XRD和TG研究了复合材料的结构和形貌，结果发现石墨烯气凝胶表面负载着一定量的球形颗粒物，该球形颗粒物为无定型纳米二氧化锰，含量约为23.4%。电化学性能测试表明，当扫描速度为2mV s-1时，电极的比电容可达258.9F?g-1，比相同条件下传统水热法制备的石墨烯气凝胶(185.2F?g-1)比电容提高39.8%。该复合材料的电容器在循环初期有一定的衰减，500次循环后比电容基本稳定。
本文首先以天然石墨为原料，采用改良的Hummers法制备氧化石墨烯(GO)，并以GO作为前驱体，通过微波消解快速制备石墨烯气凝胶。利用扫描电镜(SEM)、X-射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)及循环伏安测试(CV)等探讨了反应时间对材料形貌、结构和电化学性能的影响。结果表明：最佳微波时间为10分钟，该方法制备的石墨烯呈现相互交织形成特殊的三维网状结构，网孔几至几十微米，有利于电解质离子的吸附与双电层电容的形成。在6M KOH溶液中，当扫描速度为2mV s-1时，单电极比电容达到203.9F?g-1，经1000次恒流充放电循环后，容量几乎没有衰减，表现出优越的循环性能。
在此基础上，结合液相沉淀法在石墨烯气凝胶表面负载纳米γ-MnO2，制备纳米γ-Mn02/石墨烯气凝胶复合材料。用SEM、XRD和TG研究了复合材料的结构和形貌，发现呈蒲公英状的纳米Y-Mn02均匀沉积在石墨烯气凝胶表面及网孔内，且γ-MnO2的含量为25%。电化学性能测试表明，当扫描速度为2mV s-1时，单电极的比电容可达328.0F?g-1，比微波消解法制备的石墨烯气凝胶(203.9F?g-1)比电容提高60.g%。γ-MnO2/石墨烯气凝胶电容器具有良好的循环性能，循环1000次，其容量保持率为90.3%。
目前石墨烯与二氧化锰的复合材料主要采用多步法制备，鉴于此，以GO为基体，高锰酸钾为锰源，一水硫酸锰为还原剂，通过水热法使三者发生氧化还原反应，一步合成二氧化锰／石墨烯气凝胶复合材料。用SEM、XRD和TG研究了复合材料的结构和形貌，结果发现石墨烯气凝胶表面负载着一定量的球形颗粒物，该球形颗粒物为无定型纳米二氧化锰，含量约为23.4%。电化学性能测试表明，当扫描速度为2mV s-1时，电极的比电容可达258.9F?g-1，比相同条件下传统水热法制备的石墨烯气凝胶(185.2F?g-1)比电容提高39.8%。该复合材料的电容器在循环初期有一定的衰减，500次循环后比电容基本稳定。