碳纳米管(CNTs)自1991年被发现后,因其独特的结构和优异的性能,吸引了诸多科学家们的兴趣,成为研究的焦点。然而,由于其生产方法、加工操作困难、在溶剂中分散性差等方面的问题,碳纳米管的应用受到了很大的限制,所以需要对其进行表面改性,以提高其溶解性和分散性,使之易于进行表征和进一步的应用,为制备具有特定功能的碳纳米管基复合材料提供了先决条件。随着CNTs制备技术的不断完善,其研究开始转向功能化结构修饰与应用性能的开发,并已取得重要进展。本文先用硝酸对多壁碳纳米管进行改性修饰,再以修饰后的碳纳米管和无水三氯化铁为原料,通过合成工艺设计制备了具有不同形貌的纳米结构和纳米复合材料,主要研究如下:1.通过自组装制备出CNTs@Fe2O3复合材料,探索了酸化时间和FeCl3的浓度等条件对其合成的影响,并通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、拉曼光谱(Raman)、热重分析仪(TG)和氮气吸附等方法对合成材料的组成、结构和形貌进行了表征;对产物进行电化学测试后的结果表明:在0.1C的倍率下,CNTs@Fe2O3复合材料首次放电比容量可达到为1139.8mAh/g,经过90次循环后放电比容量约为420 mAh/g,库伦效率能够达到97%以上。2.对CNTs@Fe2O3复合材料进行蚀刻后制得不同孔径大小的介孔碳纳米管,电化学测试的结果表明:介孔碳纳米管具有高的比容量(首次放电比容量为1369.4mAh/g)和良好的循环性能(循环14次后放电比容量为502.1 mAh/g),比纯多壁碳纳米管有了明显的提升,说明碳纳米管的介孔化能够有效改善其电化学性能。3.通过层层自组装和水热碳化制备出CNTs@Fe3O4@C复合材料,探索了酸化时间和葡萄糖的浓度等条件对其合成的影响,并对产物进行电化学测试,研究了其结构对电化学性能的影响,结果表明:CNTs@Fe3O4@C复合材料具有较高的比容量和较好的循环性能(循环20次后放电比容量约为810 mAh /g和90次后约为690 mAh /g,库伦效率可达到97%以上);同时表明通过再组装可以有效的提高纳米粒子的电化学性能。