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能源和环境问题目前已经成为为人类面临的重大挑战,随着便携式电子产品、清洁能源、微电子设备及电动汽车的迅速发展,人们对储能器件的要求越来越高。超级电容器（SC）由于其高功率和能量密度、出色的充放电特性和出色的可回收性而受到越来越多的关注。近年来,因具有大的比表面积、良好的导电性能、长循环寿命及大量的表面活性位点,使得二维层状材料在超级电容器领域具有巨大的应用潜力。MXene是一种新型的二维材料,它是二维过渡金属碳化物和氮化物的新家族,通式为Mn+1XnTx,其中“M”代表早期过渡金属,“X”代表C和或N,“Tx”代表包括O、OH和F的表面官能团,n=1,2或3。MXene具有良好的导电性、高比表面积和出色的电化学性能,使它在电化学储能方向有着广泛的应用。然而,MXene的某些固有特性,例如容易被氧化和层与层之间堆叠聚集,严重限制了电解质离子的可及性,从而导致能量密度和比电容的降低。为了解决这些问题,人们投入了大量的精力来设计和制备具有不同层次结构的杂化纳米复合材料,以提高电导率,从而改善电化学性能。本论文中,我们通过简单的原位还原和热处理工艺设计并制备了一系列Co3O4掺杂的MXene/RGO混合多孔气凝胶,其中还原的氧化石墨烯（RGO）导电网络可以电连接分离出的Co3O4-MXene复合纳米片,从而增强多孔气凝胶的电导率。我们发现,当Co3O4-MXene:RGO的质量比为3:1时所制备的Co3O4-MXene/RGO混合多孔气凝胶（CMR31）用作超级电容器的电极时,在1 A g-1的电流密度下能够达到345 F g-1的超高比电容,大大高于Ti3C2Tx MXene、RGO和MXene/RGO电极的电流密度。另外,可以实现高电容保持率(在3 A g-1的高电流密度下,在10,000次循环后仍能达到初始电容的85%)和低内部电阻Rs（0.44Ω）。此外,使用CMR31组装了全固态非对称超级电容器设备,当四个ASC串联连接时,它能够点亮蓝色LED指示灯5分钟。因此,这些新颖的Co3O4-MXene/RGO混合多孔气凝胶预见了在高能量存储设备中的潜在实际应用。在二维纳米材料中,MXene纳米片的电化学性能受到限制,因为它们倾向于聚集或重新堆积,这阻碍了电解质中离子的渗透和扩散。大片且低缺陷的单层MXene纳米片组成的网络结构可以更加有效地增加材料的导电性,因此能够进一步提高其电化学性能。为了充分利用MXene纳米片进行电化学能量存储,提出了一系列防止重新堆叠的方法和策略。在此,我们精心设计了一种无需任何模板即可制备Ti3C2Tx MXene泡沫的简单方法。Ti3C2Tx MXene泡沫的多孔结构可以有效地防止MXene纳米片的重新堆叠,并有效地缩短了离子的扩散距离。因此,MXene泡沫电极显示出优良的电化学性能,具有高的面电容、良的倍率性能和稳定的循环寿命。我们利用简单的热还原工艺制备了轻质、柔性、疏水的MXene泡沫,它具有较高的强度、高导电性和优良的电化学性能。MXene膜的表面润湿性成功地从亲水性变成了疏水性,从而展示出良好的的耐水性、优异的耐久性。此外,这种多孔结构通过缩短电解质离子的扩散距离,在充放电过程中加快了电子的传输速率,因此具有良好的电化学性能。我们发现,当将添加100μL的水合肼制备出来的MXene泡沫（MXF100）用作超级电容器的电极时,在1 mA cm-2电流密度下能够达到256 mF cm-2的超高面电容,大大优于MXene膜和添加50μL的水合肼所制备出来的MXene泡沫电极（MXF50）的面电容。另外,可以实现高电容保持率(在10 mA cm-2的高电流密度下,6,000次循环后电容仍能达到初始电容的91.7%)和较低的内部电阻Rs（0.64Ω）。这种新的方法为之后MXene在超级电容器电极方向的应用提供了新的思路和方法,并为MXene在其他疏水方向的应用拓展了眼界,提高了MXene的可利用性。