超级电容器已经被广泛应用于众多领域,世界各国正在不遗余力的对其进行研究。研究发现,电极材料是其性能的重要影响因素。石墨烯是一种单碳原子层二维纳米材料,其优越的结构体系赋予了超高的比表面积、优异的导电性和良好的机械、化学稳定性等一系列物理化学性质。超级电容器领域,石墨烯的双电层电容的理论容量高,但其在还原过程中易发生团聚现象,显著限制了其的电容行为,难以胜任超级电容器电极材料的要求。为了解决这一难题,人们把目光转向了过渡金属氧化物,其中,锰、铜、锌这三种氧化物由于其良好的电化学特性成为了电极材料的良好选择。但是这些氧化物的导电性差,致使其难以取得理想超电容效果。为了弥补上述两种材料的不足,本论文将利用物理或化学手段将两种材料进行复合,结合上述的两种材料的各自优点,在石墨烯和氧化锰的基础上再负载一种过渡金属氧化物制备出了石墨烯基二元过渡金属氧化物纳米复合材料,实现提高了电极材料的电容性能的目的。以下是主要研究工作:（1）以天然石墨为原料,采用了简单的Hummers’方法制备出氧化石墨烯,利用氧化石墨烯、高锰酸钾、氯化锌为原材料,通过低温水热法（120℃）制备出石墨烯基二元过渡金属氧化物纳米片（Zn O/Mn O）复合材料（ZM-GS）,以同样的方法制备出石墨烯基氧化锰纳米片（Mn O）复合材料（M-GS）为对比材料。通过扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）图和X射线衍生谱（XRD）的测试结果可知,通过低温水热法在石墨烯表面均匀生长出叠层状Zn O/Mn O复合纳米片。由于石墨烯具有出色的导电性和比表面积,且Zn O/Mn O独特的片层结构,极大的增加了电化学活性材料与电解液的接触面积,从而显著增强了复合材料的电化学活性和能量密度等。电化学测试结果表明,ZM-GS的比电容达325F g-1,相比于M-GS有显著提高;此外经过了1000圈的长循环过后,ZM-GS表现了优异的循环稳定性,这些结果充分体现了ZM-GS在超电容电极中的应用的优越性。（2）以天然石墨为原材料,使用简单的Hummers’方法制备氧化石墨烯。再利用低温水热法（120℃）将氧化石墨还原成石墨烯,在还原的同时在石墨烯上表面生长二元过渡金属氧化物纳米片,经高温热处理,制备出石墨烯负载的Cu2O/Mn3O4纳米片（CM-GS）,然而对比材料中,由于缺少铜的原材料,制备出石墨烯基氧化锰纳米片（Mn O）复合材料。Cu2O/Mn3O4纳米片价态的变化,可能是因为在热处理过程中铜和锰离子的电子得失,使锰失去电子而铜得到电子,制备出石墨烯基二元过渡金属氧化物纳米片（Cu2O/Mn3O）复合材料（CM-GS）。石墨烯、Cu2O、Mn3O4都是极具潜力的电极材料,所以CM-GS表现出了优异的电容性能,电容量高达251F g-1;相比于GS电容密度提高了40%,1000圈的循环过后,CM-GS的循环性能也获得了满意的效果。这一系列结果充分说明CM-GS是良好的超电容电极材料。