氮掺杂石墨烯水凝胶作为一种新型超级电容器电极材料,由于其大的比表面积、高的导电性、三维多孔网络结构等特点,引起了研究者广泛的关注。石墨烯材料中氮的掺杂,不仅可以改善材料的导电性;而且可以增加赝电容进而提高石墨烯基电容器的比电容。本文采用水热/溶剂热法,选择了合适的氮掺杂剂,通过化学还原氧化石墨烯,合成了氮掺杂的石墨烯水凝胶材料。通过优化制备条件（反应物质量比、温度、时间等）进一步提高了石墨烯凝胶的比表面积、改善了其孔隙结构,从而提升了材料的电容性能。具体内容介绍如下:（1）氮掺杂还原氧化石墨烯水凝胶（NrGOHs）虽表现出相当好的性能,但进一步改善还原氧化石墨烯材料的电容性能仍然是至关重要的。在邻苯二胺（oPDA）的存在下,水热法制备了氮掺杂的还原氧化石墨烯水凝胶（NrGOHs）,再用浓硫酸处理获得纯化的NrGOHs（NrGOHs-SA）。本文系统研究了制备条件对水凝胶电化学行为的影响。结果显示,与NrGOHs相比,NrGOHs-SA的电容性能显著增强。优化的NrGOHs-SA组装成对称电容器,具有优异的速率性能,以1.0 mol L^-1的H₂SO₄溶液为电解液,在1 mV s^-1的低扫描速率下有高达519.8 F g^-1的比电容,在500 mV s^-1时,比电容为242.9 F g^-1,并且具有11.1 Wh kg^-1的最大能量密度,14.1kW kg^-1的最大功率密度,在15000次循环后仍保持其初始电容的93.3%。这种方法有望用于高性能氮掺杂石墨烯材料的制备。（2）基于邻苯二胺修饰的还原氧化石墨烯水凝胶在用硫酸纯化后显示了较优异的电容性能的事实,我们选择了结构类似的氨基苯酚异构体（苯环上同时含有-NH₂和-OH）作为结构调节剂和修饰剂来合成高性能的氮掺杂还原氧化石墨烯水凝胶（rGOHAPs）。详细地研究了氧化石墨烯与氨基苯酚异构体的比例、温度、时间对样品结构和性能的影响。氨基苯酚异构体中-NH₂和-OH官能团的位置不同,使得合成材料的性能也有显著的不同。结果表明,邻氨基苯酚的低聚物在还原氧化石墨烯片层上形成,而对、间氨基苯酚的分子与层通过价键结合。材料rGOHAPs表现出比rGOH更好的电容性能。基于两电极测试系统,优化的o-rGOHAP水凝胶的比电容约为338.8 F g^-1,远大于rGOH的比电容(161.0 F g^-1),该材料最大的能量密度为11.4 Wh kg^-1,最大的功率密度为7.26 kW kg^-1,并且在20000次循环后可保持初始电容的85.2%。进一步研究发现,对氨基苯酚存在下制备的水凝胶具有较大的比表面积,总孔体积,比电容和较好的速率性能(100 mV s^-1的扫速下保留了初始电容427.0 F g^-1的74.0%),其组装的电容器在功率密度为124.3W kg^-1时表现出14.07 Wh kg^-1的能量密度,在6.78 KW kg^-1时表现出4.96 Wh kg^-1的能量密度。此外,其在20,000次循环后,仍可以保留初始电容的92.2%。p-rGOHAP水凝胶有可能发展成为一种高性能的超级电容器电极材料。