新世纪的到来,化石燃料消耗导致了能源危机与环境污染,这便使得新能源如水能、风能、太阳能、潮汐能等受到专家学者的广泛关注与研究,专家学者们致力于用新能源替代化石燃料。然而新能源的输出形式并不稳定,如何储存能源是重中之重。储能装置中其中之一的超级电容器,它具有体积小,充放电时间短,功率密度高等优势,将能量储存为电能,清洁环保,是受广泛关注的储能器件。目前,电极材料直接影响着超级电容器的电化学性能,碳基材料、金属氧化物材料和导电高分子材料是超级电容器的电极材料的主要材料。经过专家学者的反复研究,单一的某种材料并不能制备出适用于各种场合的超级电容器,而通过材料之间的相互复合则可以制备出整体性能优异的电极材料。本课题以此为基础,通过选取碳基材料中的石墨烯为基底材料,通过附着二氧化锰以改善材料的性能,之后进一步进行掺杂Sn,以期大大提高材料的比电容。氧化石墨烯通过改进的Hummers法制备,选取尿素为还原剂制备石墨烯。通过改变反应物比例、反应温度和反应时间研究制备工艺的对材料组织性能的影响。通过对材料进行组织表征和电化学分析发现,制备的石墨烯为薄纱片层褶皱状结构,在氧化石墨烯与尿素质量比为1:30,反应温度160℃,反应时间3 h时,制备了性能最佳的石墨烯,比电容为65.24 F/g。采用水热法对石墨烯与MnO₂复合,改变反应物比例、反应温度和反应时间以探索实验工艺。对材料进行组织表征和电化学分析发现,制备的复合材料为纳米棒状的二氧化锰附着在片层状的石墨烯表面和间隙中。在高锰酸钾用量为2 g,反应温度160℃,反应时间6 h时,制备的复合材料具有最高比电容,为120 F/g。之后对复合材料进行掺Sn处理,采用化学沉淀法掺杂,控制反应物质比和反应时间,探究工艺对材料组织性能的影响。对材料进行组织表征和电化学分析发现,制备的Sn掺杂石墨烯/MnO₂复合材料微观组织为纳米棒状的二氧化锰附着在片层状的石墨烯表面和间隙中,Sn以氧化锡颗粒分布在复合材料表面,其电化学性能显著提高,在反应物中Mn/Sn物质的量比为10:1,反应时间60 min时,制备的复合材料比电容最高,为180 F/g,在循环1000次后,材料比电容保持率为78.8%。