本文通过原位聚合的方法,在聚酰胺酸溶液中加入纳米石墨烯(Gr)和硅烷偶联剂(KH550),制备不同Gr质量分数的聚酰亚胺/纳米石墨烯(PI/Gr)复合薄膜。采用傅里叶衰减全反射红外光谱仪(ART-FT-IR)、静态热机械分析仪(TMA)、扫描电子显微镜(SEM)以及同步热分析仪(STA)表征PI/Gr复合薄膜的性能和结构。结果表明:在偶联剂的作用下,Gr可以较好地分散在聚酰亚胺基体中,同时偶联剂和Gr的引入提高了复合薄膜的热稳定性;当Gr质量分数达到15%时,PI/Gr复合薄膜的弹性模量增加66.7%,达到3 GPa左右;随着电流密度的提高,复合薄膜的比电容提高了48.4%。