纳米碳纤维由于其高纵横比、大比表面积、高电导率和高热导率等优点，目前已广泛用于许多领域。氮掺杂可以有效改善纳米碳纤维的电子结构与表面性质，从而提高其电化学性能。本论文利用静电纺丝方法制备纳米碳纤维，以三聚氰胺、苯胺、尿素和聚苯胺为氮源对其进行氮掺杂，研究氮掺杂对其电化学性质的影响及其在燃料电池催化剂和超级电容器方面的应用。结果表明，适当的氮掺杂可以有效地改善纳米碳纤维的电化学性能。主要工作包括以下三个方面：研究了不同碳化温度对纳米碳纤维的影响。通过扫描电子显微镜观察发现，纳米碳纤维的直径随着碳化温度的升高而减小。由Raman谱图分析得出，随着碳化温度的升高，纳米碳纤维的结晶度升高。通过电化学性能评估发现，1000℃碳化的纳米碳纤维在酸碱性介质中的氧还原峰电位最正，而1100℃碳化的纳米碳纤维在中性电解质中的比电容最大。研究了氮掺杂对纳米碳纤维的影响。通过扫描电子显微镜和拉曼光谱的表征发现，三聚氰胺、尿素和聚苯胺的引入对纳米碳纤维的微观形貌几乎没有影响，而苯胺的引入使匀直的纳米碳纤维变成了连续的珠粒状纳米碳纤维，另外，氮源的引入均使纳米碳纤维的结晶度下降。进一步的电化学性能研究发现，氮掺杂使纳米碳纤维在酸碱性介质中的催化氧还原反应活性提高，其中，苯胺/聚丙烯腈质量比为20/3的前驱体纤维经1000℃NH3气氛碳化制备的氮掺杂纳米碳纤维在O2饱和0.1mol/L KOH溶液中的氧还原催化活性优异，峰电位达到-0.047V vsHg/Hg2Cl2。另外，氮掺杂也提高了纳米碳纤维的超级电容性能，在适当的氮源添加浓度下，氮掺杂纳米碳纤维在1mol/L Na2SO4溶液中的比电容均比未掺杂纳米碳纤维的比电容提高一倍以上。在优化的氮源添加浓度下，研究了碳化温度对氮掺杂纳米碳纤维的影响。随着碳化温度升高，纳米碳纤维的直径降低，结晶度升高。通过电化学测试发现，碳化温度对氮掺杂纳米碳纤维的电化学性能影响呈现出与未掺杂纳米碳纤维类似的规律，但是氮掺杂纳米碳纤维具有更好的电化学性能。