石墨烯作为一种新型碳材料，由于其优异的电学、力学和热学性能，在超导材料、纳米电子器件、电极材料等领域具有广泛的应用前景，石墨烯及其复合材料的制备和性能研究已经成为了物理、化学、生物等学科的研究热点。本文利用氧化石墨作为前驱物，用金属钠还原制备了石墨烯材料，研究了其超电容性能；采用热剥离制备的石墨烯作为基底，通过水热-低温热处理的方法，制备了石墨烯-Co₃O₄、NiO、NiCo₂O₄复合材料；并通过一步法制备了石墨烯-CoS₂复合材料，并研究了样品的超电容性能。以氧化石墨为前驱体，金属钠作为还原剂，四氢呋喃作为溶剂，通过简单的溶剂热方法成功制备了石墨烯材料。红外分析显示出氧化石墨表面的官能团被大量的分解，只有少数残留，TEM照片显示出透明薄纸状的石墨烯片层，几乎没有褶皱和堆积。对样品进行电化学测试，在电流密度为1A/g时的比电容可达153F/g，表明这种方法制备的石墨烯是一种具有潜能的超级电容器材料。以热剥离的石墨烯作为基底，用水热法制备了石墨烯-CoOOH复合物，并通过低温热处理制备了石墨烯-Co₃O₄复合材料。SEM照片显示粒子分散均匀，粒径均一，对样品进行循环伏安测试和恒电流充放电测试，在电流密度为1A/g时的比电容可以达到320F/g，比单纯的水热制备的Co₃O₄纳米粒子的比电容要高出很多，说明石墨烯的加入提高了氧化钴粒子的电化学贡献值。类似的方法制备了石墨烯-NiO纳米复合材料，SEM照片看出其氧化镍具有六边形的片层结构，氮气吸脱附测试显示复合材料有纳米孔道结构，有利于电解液的传输，电化学测试结果显示其同样具有很好的超电容性能。以热剥离石墨烯作为基底，用水热-低温热处理制备了石墨烯-NiCo₂O₄复合材料，并研究了其电化学性能，二者复合之后具有良好的超电容性能。用2mol/L KOH溶液作为电解液，在放电电流密度为1A/g时的比电容最高，可达360F/g。以热剥离的石墨烯为基底，硫代乙酰胺为硫源，采用水热法制备了石墨烯-CoS₂复合材料。同时采用共还原的方法，以氧化石墨为前驱体，用硫化钠还原氧化石墨得到石墨烯，同时与醋酸钴反应生成硫化钴粒子。电化学测试表明，样品具有典型的超电容特性，可以作为一种有潜力的电极材料。