自二十世纪九十年代信息化革命开始,人类社会的爆炸性发展对能源提出了亘古未有的巨大需求,对新型能源及储能材料的探索开发日渐紧迫。石墨烯固载金属化合物复合电极材料因为结合了双电层电容和法拉第电容的双重优势,具有大比电容和高能量密度,在超级电容器商业化应用领域前景广阔。因此,我们设计双掺杂石墨烯复合具有高电容性能的金属化合物材料,探讨复合材料的储能性能,主要研究工作和结果如下:1.以硫氰酸胺作绿色的氮硫源,通过一步水热法同时将N引入GO和Fe₂O₃,制备了以N为连接点的氮硫双掺杂石墨烯三维网络负载均匀N-Fe₂O₃纳米颗粒的复合材料（N-Fe₂O₃/NSG）。探讨了N和S的掺杂以及引入N后的N-Fe₂O₃对复合材料电容性能的影响。由于掺杂氧化物的特殊结构与掺杂石墨烯优异的导电性相互结合,N-Fe₂O₃/NSG纳米复合材料电极表现出优异的电化学性能:在1 A g^-1的电流密度下测得的比容量为861.9 C g^-1,5 A g^-1的电流密度下经5000次循环后电容保持率为91.3%。2.探索了双金属氧化物负载硫磷双掺杂石墨烯复合材料在超级电容器领域的实用性。选用在电容器领域曾有优异表现的钴和铌作双金属氧化物的金属源,利用磷酸根在NbCo前驱体和硫磷双掺杂石墨烯之间建立稳固连接,制备了粒径可控的CoNb₂O₆纳米粒子负载多功能硫磷双掺杂石墨烯复合材料（CoNb₂O₆/SPG）。CoNb₂O₆/SPG纳米复合电极表现出较好的比容量(电流密度1 A g^-1下比容量为667.3 C g^-1)和优异的倍率特性(当电流密度从1 A g^-1增加到10 A g^-1,电容保持率为71.8%)。此外,以CoNb₂O₆/SPG电极为正极,活性炭电极为负极组装成非对称型超级电容器,表现出宽工作电压（0¹.6 V）,高循环稳定性(电流密度为1 A g^-1,10000次循环后电容保持率为92.5%)和高功率密度(2995 W kg^-1,对应的能量密度为39.7 Wh kg^-1)。3.研究了氮磷双掺杂石墨烯与金属磷酸盐复合形成纳米复合材料（Mn（PO₃）₂/NPG）的超级电容性能。用乙二醇作碳源,与四水合乙酸锰、六次甲基四胺和植酸分散均匀,通过简单的水热法和煅烧法生成了薄层NPG包覆Mn（PO₃）₂不规则多孔纳米片的复合材料。并且,着重探索了材料合成路线的最佳煅烧温度。Mn（PO₃）₂不规则架空呈三维结构,与薄层NPG共同提供了纵横交错的电子转移和离子传输通道。此外,纳米片上的微孔进一步加速了电荷的转移,有利于电解质离子的通过,改善了复合材料的电化学性能。将得到的复合材料应用于三电极以及两电极体系,表现出大比容量(1241.1 C g^-1,1 A g^-1)、强循环寿命(电流密度为10 A g^-1,循环10000次后的电容保持率为90.8%)和大能量密度(49.5 Wh kg^-1,对应的功率密度为166.7 W kg^-1)的特性,拓宽了超级电容器电极材料的商业化应用渠道。