石墨烯作为新型二维碳材料,具有质量轻、比表面积大、导电性好等优点,因此在超级电容器电极、传感器和药物载体等领域有广泛应用前景。本文以氧化石墨烯为原料,利用原位还原法制备得到立体网络结构的石墨烯水凝胶并用作电极,通过控制反应条件改变石墨烯水凝胶的密度、导电性和孔隙结构,测试不同石墨烯水凝胶电极的电化学性能,找出石墨烯水凝胶作为超级电容器电极的最佳制备条件。本文主要开展的研究如下：(1)使用不同浓度的氧化石墨烯分散液做原料制备石墨烯水凝胶电极,探究了不同密度石墨烯水凝胶对超级电容器电化学性能的影响。实验证明,以石墨烯水凝胶做电极的超级电容器,比常规使用石墨烯粉末做电极的超级电容器性能优越。(2)在氧化石墨烯与硫化钠质量比为10：1至1：10范围内,探究了硫化钠做还原剂时石墨烯水凝胶形成的苛刻条件。当氧化石墨烯与硫化钠质量比为2：1时,石墨烯水凝胶电导率为1S/cm,以石墨烯水凝胶做电极的超级电容器比电容为187F/g。(3)探究了低温还原反应对石墨烯水凝胶电化学性能影响。低温反应时间越长,形成的石墨烯水凝胶孔径越大；在电流密度为2A/g时,对应所制备的超级电容器的比电容也随之从130F/g达到了184F/g。(4)探究了不同电解液对石墨烯水凝胶超级电容器性能的影响。使用了硫酸钠、氯化钠、氯化钾和氢氧化钠溶液做电解液。在相同浓度时以氯化钠溶液做电解液的超级电容器比电容更高,倍率性能更好。(5)探究了不同集流体对石墨烯水凝胶超级电容器性能的影响,与不锈钢网和冲孔铜箔相比,使用泡沫镍做集流体的石墨烯水凝胶电极循环伏安曲线更加对称,而使用铜箔做集流体时在低电流密度下比电容更高。