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石墨烯的理想结构是由碳原子通过sp2杂化轨道组成且只有一个原子层厚度的六角蜂窝状二维晶体结构。石墨烯的结构使得石墨烯具备优越的物理化学性质,成为众多领域潜在的应用材料,如超级电容器,传感器等。石墨烯的制备方法有很多,本文采用的是CVD法制备石墨烯电极材料。在实验中我们先研究了CVD法生长石墨烯的条件,包括气源配比,温度,时间,压强等,然后进行扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、X-射线晶体衍射（XRD）以及拉曼光谱（Raman）对石墨烯电极进行表征分析,最后用石墨烯电极分别构建锂离子电容器和电化学生物传感器,研究电化学中的应用。具体的应用研究主要分两部分:（1）利用石墨烯钽丝电极和碳空心球承载的锂离子电解质构建锂离子存储超级电容器。研究了电极的石墨烯层和碳空心球电解质对超级电容器电化学性能的影响。构建的电容器在10 A g-1的电流下比电容能够达到593 F g-1,电容器在8000圈充放电循环后仍能保持91.2%,展现了循环稳定性。并且电容器的电势窗能够达到0-3 V,所以具备的比能量密度能够达到132W h kg-1,功率密度能够达到3.17 kW kg-1。（2）石墨烯管用作电极对抗坏血酸（AA）、多巴胺（DA）、尿酸（UA）、色氨酸（Trp）和亚硝酸根（NO2-）进行同时检测。由于CVD石墨烯的独特性质,石墨烯管电极对AA、DA、UA、Trp和NO2-表现出优越的电催化活性,高选择性和高灵敏度。对AA、DA、UA、Trp和NO2-的检测线性范围分别为6-1500μM,0.4-100μM,1-250μM,0.5-100μM,6-1500μM,检测限分别能够达到6μM,0.4μM,1μM,0.5μM和6μM。