超级电容器是一种新型储能器件,具有高功率密度、高循环寿命和化学污染较低等优越性。氧化铁的氧化还原电位较低,是制备非对称超级电容器最重要的负极材料。采用简单的化学反应在石墨烯表面制备氧化铁纳米颗粒并控制其形貌的研究对于提高氧化铁电极性能具有重要的研究意义。本论文的主要研究内容如下:通过一步水浴搅拌的方式制备了多层石墨烯/γ-Fe2O3复合材料。实验采用铁粉作为铁源,采用慢速氧化的方法制备了磁性γ-Fe2O3。通过控制反应时间制备了不同尺寸的γ-Fe2O3。此外,还通过工艺控制制备了球形和立方形两种性形貌的γ-Fe2O3,并对其电化学性能进行了测试。球形颗粒状的γ-Fe2O3具有较高的比容量,在2 A g-1的电流密度下比电容达到415 F g-1,而立方体状的γ-Fe2O3的比电容为150 F g-1。在水浴搅拌制备多层石墨烯/γ-Fe2O3复合材料的实验基础上,通过工艺控制加速了铁离子的氧化速率,在多层石墨烯表面制备出颗粒均匀,分散均匀,具有多层堆叠的三维多孔结构的纳米α-Fe2O3。研究了反应时间、铁粉的添加量和稀硝酸的添加量对复合材料形貌、晶形、产物以及电化学性能的影响。通过控制铁粉的添加量和反应的时间可以控制氧化铁颗粒大小和氧化铁纳米颗粒在石墨片上的分布密度。所制备的最优多层石墨烯/α-Fe2O3复合材料在2 A g-1的电流密度下的比容量最高达到975 Fg-1,当电流密度为15 A g-1时的比电容为508 F g-1。采用该方法制备的多层石墨烯/α-Fe2O3复合材料为负极材料,CoNi-LDH作为正极材料组装了二电极超级电容器。组装的超级电容器在0-1.6V的电压窗口具有较高的比容量和能量密度。在2 mA cm-2的电流密度下测得的电容为1640 mF cm-2。当功率密度为556 W kg-1时,能量密度达到了 42.7 Wh kg-1。