石墨烯是一种新型的碳材料,由于具有巨大的比表面积,超高的导电率和超高的机械强度,因此石墨烯作为电极材料被广泛应用于超级电容器、电催化等领域,但是目前为止石墨烯电极材料的比电容值仍然不高,且其分散性不好,不利于后续的应用,而且制备过程中会使用到有危险的化学药品。基于此本文采用了一种“绿色”的方法制备了石墨烯膜。尽管理论上石墨烯具有超大的比表面积、超高的导电率、理论比电容值很高,但是实际制备出的电极材料的比电容值远远低于其理论值。研究表明将石墨烯与导电聚合物复合得到复合材料,不仅能够提高材料的比电容值,石墨烯的加入也使得导电聚合物的循环稳定性增加。诸多的导电聚合物中,聚吡咯的理论比电容值最高,环境稳定性好。近年来有很多制备石墨烯/聚吡咯复合材料的相关文献,但其多采用化学氧化法,这种方法比较复杂,而且制备出的材料性能也不尽如人意。因此找到一种新颖,简单的方法制备出比电容比较高,稳定性比较好的石墨烯/聚吡咯复合材料是非常具有挑战性和研究意义的。本文的研究内容主要包括以下三部分:(1)采用二电极体系,通过循环伏安法将氧化石墨烯还原得到石墨烯膜。采用SEM、TEM、Raman、AFM、XPS、四端子仪对其形貌结构、还原程度、导电性等进行表征。采用循环伏安、恒电流充放电曲线对其电化学性能进行了表征。当电流密度为0.1 A/g时,比电容值可以达到120F/g;石墨烯膜的电导率可以达到64.6 S/cm;扫速为20 mV/s,循环1500圈后比电容下降39%。(2)通过恒电位法成功合成了石墨烯/聚吡咯复合材料,并采用透射电镜、扫描电镜、拉曼、热重对其形貌结构以及热稳定性进行了详细的研究。研究表明加入石墨烯后对材料的形貌结构产生了很大影响,热稳定性也大幅提高。(3)通过改变十二烷基苯磺酸钠的浓度、合成的时间、石墨烯的含量等条件合成出比电容高、循环稳定性好的石墨烯/聚吡咯复合材料。当电流密度为0.3 A/g时,比电容为310F/g;当扫速为10mV/s时,比电容值为307 F/g,扫速增加到300 mV/s时,比电容值仍然能够达到255 F/g。扫速为50mV/s,循环1500圈后,比电容仍然能够保留71%。将合成的复合材料组装成二电极体系的超级电容器,并对其电化学性能进行了测试,结果显示组装成超级电容器后,当电流密度为0.3 A/g时,比电容仍然可以达到253 F/g。