成本低廉、结构多样的MnO₂是一种热门的环境友好的超级电容器材料,但因导电性差而需要复合导电材料来充分发挥其储能潜力。本文制备了MnO₂与预还原石墨烯和氮掺杂石墨烯的复合物,并研究了复合物的电化学性能。用葡萄糖对氧化石墨烯进行预还原得到改性的GO,然后以改性的GO、KMnO₄和MnSO₄为原料,通过水热反应制备了预还原石墨烯（HRGO）和MnO₂的复合物HRGO/MnO₂。表征HRGO/MnO₂发现,HRGO在水热还原的同时发生了短程自组装,形成了多孔的交叉网络结构,片状的δ-MnO₂交叉密集均匀地沉积在HRGO立体结构上,其比表面积为159.1 m²/g,具有分级介孔结构,孔径分布在4 nm和10 nm处较高,未经预还原的石墨烯与二氧化锰的复合物则没有网络结构,孔径分布集中在4nm左右。电化学性能测试结果显示,HRGO/MnO₂在0.5 A/g时比容量为270 F/g。当电流密度增至15 A/g后,比容量为168 F/g,电容保持率62%,展现了优秀的倍率性能。用HRGO/MnO₂与石墨烯凝胶构建的非对称超级电容器,在0.5 A/g时比容量为76 F/g。以5 A/g持续循环15000圈后,容量保持率为90.4%,显示出超高的稳定性,在功率密度为945 W/kg时能量密度达30.10 Wh/kg。用双氧水造孔得到多孔氧化石墨烯,以多孔氧化石墨烯为初始物质,用尿素来提供氮元素,通过水热法得到了多孔氮掺杂石墨烯（HNG）与MnO₂的复合物HNG/MnO₂。HNG/MnO₂在0.5 A/g时比容量可以达到246 F/g,当电流增加到10 A/g后,比电容为172 F/g,可以保留70%的比容量。将HNG/MnO₂作为正极与石墨烯水凝胶负极组装的非对称超级电容器,在0.5 A/g可以贡献出71 F/g的比容量,当电流升至5 A/g仍可得到43 F/g的比电容,保持率为62%。除此之外,非对称超级电容器在5 A/g的电流密度下稳定循环3000圈后还能够保留90.8%的初始容量。