石墨烯（GR）因大的比表面积、强的力学性能及优异的导热性能及导电性能，在电子器件、电池、生物材料、力学增强等领域具有巨大的应用前景。尤其是石墨烯大的比表面积、优异的电荷传输特性使其在超级电容器方面具有潜在的应用前景。但石墨烯易团聚限制其作为超级电容器电极材料的应用。本文以改进Hummers法制备的石墨烯为基体，采用聚对苯乙烯磺酸钠和聚苯胺两种聚合物对其改性，制备了两种功能化的石墨烯复合材料，并系统地研究了两种复合材料的结构和电容特性。（1）首先，利用水溶性离子聚合物聚对苯乙烯磺酸钠（PSSS）对石墨烯表面进行共价接枝改性，制备了PSSS-GR复合材料。测试结果表明：PSSS共价接枝在GR片层上，形成了以GR为基板，PSSS为壳的核壳结构，PSSS的接枝率为90%，在水中具有良好的溶解性，其溶解度为6mg/mL。以PSSS-GR为电极制备超级电容器，循环伏安测试显示，PSSS-GR电容器为双电层电容器，具有良好的倍率特性；电容器的充放电结果显示当电流密度为5A/g时，GR的比电容为79F/g，而PSSS-GR的比电容为210F/g。（2）利用导电高分子聚苯胺（PANi）对石墨烯的表面进行共价接枝改性，制备了PANi-GR复合材料。PANi共价接枝在GR片层上，形成了以GR为基板，PANi为壳的核壳结构。以PANi-GR为电极制备超级电容器，循环伏安测试显示，PANi-GR超级电容器具有良好的倍率特性，而且在扫描速度为100mV/s时，比电容为335F/g，远大于GR超级电容器；电容器的充放电结果显示当电流密度为400mA/g时，PANi-GR的比电容也明显大于GR。