超级电容器是一种环境友好、大功率快充和高安全性的新型储能装置,正是由于具有以上优点而备受科研界和产业界的关注。超级电容器的产业应用,关键是要找到高储能容量、快速充放电、高稳定性、低成本和环境友好的电极材料。目前,聚吡咯（PPy）导电聚合物由于其原料简单、导电性好和易于合成的优点而成为超级电容器的优良电极材料之一。然而,PPy电极材料在高速率充放电循环过程中会发生显著的体积变化,导致其循环寿命降低和电容量衰减等不良后果。所以,改善PPy电极材料的储能容量和稳定性问题迫在眉睫。本文将导电聚合物PPy分别与氧化石墨烯（GO）、氮掺杂碳基质（rGO-C）和氮掺杂多孔碳基质（N-PCM）结合,一方面利用不同碳材料的结构特性作为PPy的支撑模板,另一方面使两者充分发挥协同作用,从而达到逐步大幅提高PPy电化学性能的目的。本论文主要包括以下内容:（1）第一章概述了超级电容器种类、储能机理等特征,并介绍了石墨烯的结构、合成方法和在超级电容器中的应用。简要介绍PPy的性质与不同制备方法的原理以及碳材料与PPy的研究现状。最后结合以上分析,本章主要阐述了本论文的研究目的、意义与构想。（2）第二章首先采用改进的Hummers法制备出高比表面积的GO,并对它的形貌、结构等进行分析。接着利用化学氧化法在GO表面原位负载PPy,得到PPy/GO纳米复合材料。形貌表征显示制备的PPy/GO具有类似花朵的形状。电化学分析表明PPy/GO复合策略可以有效的提高PPy电极的储能容量与稳定性能,在1 mol L^-1的H₂SO₄溶液中,PPy/GO经过1000次充放电后的电容保持率为76.25%,而纯PPy仅有60.76%。（3）对第二章中制备的PPy/GO进行分梯度温度碳化处理得到氮掺杂碳基质（rGO-C）,在此过程中复合物中的PPy提供氮元素而引入氮官能团,防止GO纳米片层之间的堆叠。进一步利用原位聚合法在rGO-C上锚定PPy纳米球得到PPy/rGO-C复合物。电化学性能分析发现,改进的碳基质比GO具有更加优异的电化学特性,同时在rGO-C上聚合PPy得到PPy/rGO-C的电化学性能也得到了一定的改善。（4）对第三章中制备的rGO-C进行碱活化造孔处理,探究不同比例活化对得到的氮掺杂多孔碳基质性能的影响。发现当KOH与rGO-C的质量比为2:1时得到的氮掺杂多孔碳基质（N-PCM）具有较大的比表面积、均匀的孔径分布以及高的比电容,同时扫描电镜显示这种多孔碳基质表面未见明显团聚。综上,证明N-PCM是作为PPy底物的最优选择。在N-PCM上复合PPy同时探究不同吡咯浓度对最终产物性能的影响,通过物理表征和电化学性能测试得出吡咯浓度为0.06 mol L^-1时,制备得到PPy/N-PCM复合物在10 A g^-1,1000次充/放电之后的电容保持率为88.53%远大于PPy、PPy/GO以及PPy/rGO-C。在1 A g^-1的电流密度下,PPy/N-PCM的比电容提高到237.5 F g^-1。这是由于该新型结构有着高比表面积和可供离子快速转移的扩散通道。同时电解液离子可沿PPy纳米球表面进入材料内部,进一步提高了电极材料的利用率。