超级电容器，别名电化学电容器，也可以叫做双电层电容器，就是近几年刚发展起来的一种新型储能设备。这种设备除了不污染环境，电容量比普通电容器高出106之多外，还具有寿命长，安全性好的优点，所以在军事，通讯，民用方面有着广泛应用。导电聚合物和碳材料是超级电容器电极材料研究最为普遍的两种物质。在导电聚合物家族中，聚苯胺因为具有价格较低、合成容易、导电率高、产率好和稳定性好等优点，被广泛用于研究超级电容器的电极材料。碳材料是人类存在的根本，是人类得以发展的基石，其中的石墨烯是碳材料大家族的后起之秀，是组成其他碳同素异形体的基本单位。它由单层碳原子紧密堆积而成，以二维蜂窝状晶格结构形式存在，具有大的比表面积，优异的导热导电能力、卓越的机械强度和良好的光学性能，有着巨大的应用潜力。它的一个重要应用就是与其他组分复合，制备石墨烯复合材料，例如它与导电聚合物电活性物质的复合就有望实现二者的优势互补，从而使电极材料获得良好的电化学性能[1]。

 本论文的研究目的是石墨烯复合材料制备和表征，希望获得具有一定电化学性能的电极材料，为超级电容器提供潜在的可用材料。

1。1 石墨烯概述来自优W尔Y论W文C网WWw.YoueRw.com 加QQ7520,18766

石墨烯被发现于2004年，发现者是在英国曼彻斯特大学工作的物理学家安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫，他们使用胶带不断地重复粘贴来剥离石墨片并最终成功的从石墨中分离出石墨烯，从而打破了物理学家关于人们无法获得这种假设性单层结构的预言，证实了它可以单独存在。为了表彰他们在该科研领域的杰出贡献，诺贝尔奖组委会经研究决定授予他们2010年的诺贝尔物理学奖。从此，石墨烯引发了无数科研人员的浓厚兴趣，对于石墨烯的研究也开始活跃起来。

1。1。1 石墨烯的结构与特性

图1 单层石墨烯示意图

   如图1所示，单层石墨烯是一种由一层碳原子以sp2方式杂化形成的二维蜂窝状晶格结构的平面薄膜，所以又叫做单原子层石墨，六边形结构的碳原子呈周期性有规律的在石墨烯平面排列，使之具有极强的力学性质。它的厚度大概为0。335 nm，高度大概在1 nm左右，宽度大概在10 nm到25 nm之间，是零维富勒烯、一维碳纳米管、三维石墨等（除金刚石以外所有碳晶体）的基本结构单元。 

图2 石墨烯演变为富勒烯、碳纳米管和石墨的示意图

如图2所示，单层平面石墨烯可通过特殊的缠绕方式包裹行成零维球形富勒烯，也可以卷成一维单壁，数层石墨烯可以以特定方式卷曲形成多壁碳纳米管，而单层石墨烯通过层层堆集的方式则可堆叠成三维石墨。

单层碳原子厚度的石墨烯，具有许多十分优良的性质。它特殊的晶体结构、维度和电子能带结构造就了它奇特的物理和化学性质，例如它的导电性能和机械弹性非常优异，热稳定性和化学稳定性很高，比表面积很大。石墨烯和碳纳米管同属碳材料家族成员，因此很多性能与碳纳米管类似，又由于其特殊的二维片状结构，石墨烯具备了许多其他碳材料所没有的性质，石墨烯的发现在二维纳米材料自然科技中开辟了一个崭新的领域。由于它严格的二维结构，石墨烯表现出了良好的电学、光学、热性能和机械性能，具有良好的发展前景，有望在材料、能源和电子领域得到广泛应用。

   （1）电性能。石墨烯稳定的晶格结构使它成为世界上目前已知的导电性能最优异的材料。电子迁移率最高能够达到200000 cm2/V·s[2]，大概是硅中电子迁移率的140倍，砷化镓的20倍。正是由于高的温度稳定性，石墨烯的电导率最高能够达到108 Ω/ m，面电阻能够达到31 Ω/sq（310 Ω/m2），一举超越铜和银成为室温下导电最好的材料。除此之外，石墨烯还具有室温量子霍尔效应[3]、双极性电场效应[4]和超导性[5, 6]等。