孙美岩，苏伟丰，张珅珅，刘静岩，郑伟超，张永玺，卢 峰，陈祥成，陈 玲

(燕山大学环境与化学工程学院，秦皇岛 066004)

0 引 言

近年来，随着环境和能源问题的日益突出，因此亟需开发新能源和新的储能设备。其中超级电容器是一种备受关注的储能器件，它兼有传统电容器与二次电池的特性，以充放电速率快、能量密度高等优点吸引了研究者的广泛关注，而电极材料是制约双电层电容器的关键性问题。具有电导率高、比表面积大、化学稳定性好等优点的石墨烯被认为是未来电化学储能领域最有前途的材料之一[1-3]。

石墨烯是一种只有单原子层厚的二维材料，并且具有六角形的晶格结构，其特点是有着极高的理论比表面积(2 630 m2·g-1)、良好的力学性能、优良的导电性能和导热性能[4-8]，正是由于石墨烯这些优秀的特质，才使得其能够在超级电容领域受到广泛关注。然而，强烈的π-π堆叠作用会使得石墨烯片层重新堆叠成石墨的结构，这会严重减小石墨烯材料的比表面积，使其应用受到严重的限制[9-11]，但是如果能将其制成具有三维多孔结构的水凝胶或者气凝胶，则可以有效的抑制π-π堆叠作用，同时可以使电解液离子在网状结构中自由扩散[12]。但是石墨烯水凝胶直接作为超级电容器的电极材料所能够提供的电容无法满足现代储能设备要求[13]，这也会使其应用受到限制，因此通常需要通过掺杂氮原子来调整石墨烯的电子结构、表面和局部化学性质[14]，从而提高超级电容器的容量。……