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绿色能源开发和节能减排技术已成为当今世界最重要也最热门的研究课题之一,寻找和开发具有高比容量、长循环寿命和高导电的新型电极材料是电化学储能器件研究领域亟待解决的一个关键科学问题。本文研究思路:（1）基于三维石墨烯网络（3D graphene network,简称3DGN）高导电性、大比表面和高机械强度等固有特性,同时结合金属有机骨架（Metal-Organic Framework,简称MOF）材料比表面积高、孔容大、孔道规则可调和结构可修饰等优点,采用原位自组装方法制备3DGN/MOF复合材料;（2）将3DGN/MOF复合材料高温热解煅烧,制备具有柔性自支撑功能的3DGN/金属氧化物（Metal Oxide,简称MOx）复合材料。优化材料制备条件,探索其可控构筑途径;（3）结合结构测定、物性表征、电化学性能和储能机制研究,探讨3DGN/MOx复合材料的组成、微结构、导电性、多孔性等与其电化学性能之间的构效关系,通过调变和优化材料的结构和物性参数,获得高性能的电极材料,为新型一体化电极材料的研制提供了新思路。具体研究内容如下:（1）采用溶剂热法,将含锰的金属有机骨架Mn-BTC负载在3DGN上制备3DGN/Mn-BTC,通过煅烧3DGN/Mn-BTC制备3DGN/Mn2O3自支撑柔性多级孔材料。将该材料用作超级电容器电极材料,表现出较好的电化学性能。电流密度为0.2 A g-1时的比容量达到471.05 F g-1。电流密度为1 A g-1时,循环1800圈后的容量几乎没有衰减,电流密度为5 A g-1时的比容量仍能达到270 F g-1。（2）采用溶剂热法,将含镍的金属有机骨架Ni-BTC生长在3DGN上制备3DGN/Ni-BTC,通过煅烧3DGN/Ni-BTC制备具有多级孔结构的3DGN/NiO自支撑电极材料。将该材料直接用作锂离子电池负极,表现出较好的电化学性能。电流密度为100 mA g-1时,循环50圈后的容量为300 mAh g-1;电流密度为250 mA g-1时的比容量为197 mAh g-1。该电极材料在循环稳定性、倍率性能等方面均优于纯NiO电极。（3）采用溶剂热法,将含铜的金属有机骨架Cu-BTC生长在3DGN上制备3DGN/Cu-BTC,通过煅烧3DGN/Cu-BTC制备具有多级孔结构的3DGN/CuO复合材料。将该材料直接用作锂离子电池负极,表现出较好的倍率性能和循环性能。电流密度为100 mA g-1时的比容量达到409 mAh g-1,循环50圈后的容量保持率高达99%;电流密度为1600 mA g-1时的比容量仍能达到219 mAh g-1。