本实验以亲水性好、表面易修饰的氧化石墨为复合基底,利用溶胶静电自组装技术,将表面带有正电荷的氢氧化铁胶体通过静电作用力、范德华力和氢键复合到表面带有负电荷的氧化石墨烯（GO）上,形成中间产物Fe（OH）₃/GO。对中间产物进行不同的热处理,得到形貌各异的铁氧化物/石墨烯复合材料,并对它们的电化学性能进行了探究。首先,将GO和Fe（OH）₃胶体复合,在500?C N2保护下煅烧2 h即成功制得六方片状四氧化三铁/石墨烯复合材料（HFGC）。高温煅烧使GO表面的羧酸基团被移除,生成了石墨烯。Fe（OH）₃中部分Fe³⁺被GO上的酚羟基和环氧基还原为Fe²⁺,形成Fe₃O₄。通过透射电子显微镜（TEM）观察其形貌特征,结果显示,不规则六方片状Fe₃O₄纳米颗粒均匀紧密地附着于石墨烯片上,Fe₃O₄与石墨烯复合成功。石墨烯和Fe₃O₄的协同作用以及二者独特的面面接触方式使得HFGC具有卓越的超级电容器性能。在不同扫描速率下HFGC循环伏安曲线呈现理想的矩形,表明它具有良好的双电层电容性能。在6 mol/L的KOH电解液中,恒流充放电实验结果显示,电流密度为0.3 A/g时,复合材料质量比电容为193.4 F/g。此外,复合材料循环性能优异,循环1000周后仍保持初始比电容的83.3%。以上结果说明,复合材料HFGC是一种优良的超级电容器电极材料。其次,我们改变Fe（OH）₃胶体的制备方法和后续热处理手段,首次制得了花瓣状三氧化二铁/石墨烯复合材料（FFGC）。TEM显示,均匀附着于石墨烯片上的Fe₂O₃纳米颗粒呈现直径约50 nm的花瓣状,其表面随机分布着清晰可见的微裂纹。这种罕见的形貌可能是由于邻近的Fe（OH）₃胶体颗粒在水热生成Fe₂O₃的过程中重新聚集组合而形成的。复合物中石墨烯的存在改善了Fe₂O₃的导电性,同时Fe₂O₃纳米颗粒的存在又阻止了石墨烯的团聚。实验中对FFGC作为锂离子电池（LIB）负极材料和超级电容器（SC）电极材料的性能均进行了一系列研究。在LIB中,0.1 A/g下,其最高充电比容量可达1366 mAh/g;在SC中,以0.1 A/g充放电时,其比电容高达318.9 F/g。而且两种应用中,FFGC都表现出优异的循环性能。这些结果表明,FFGC在作为能源储存材料方面有很广阔的前景。