近几年,由于不可再生资源的逐渐衰减,环境问题和能源问题也日益激烈,对于新能源的开发成为人们关注的焦点。在众多的储能设备中,超级电容器以充放电快、循环寿命长和能量密度高等优点,得到研究者的关注。在超级电容器电极材料中,虽然碳材料具有良好的导电性、较高的比表面积和良好的循环寿命,但比电容较低、表面疏水等问题,因此需要将碳材料与其它赝电容材料复合或杂原子掺杂,制备成纳米复合材料,既能得到较高的比电容、改善亲水性,又能保持良好的循环寿命,得到较高的能量密度。在本文中,将碳材料与金属氧化物二氧化锰复合、合成氮硫掺杂的多孔碳纳米材料以及以碳纳米管为模板,合成的聚环糊精-聚苯胺/碳纳米管(CDP-Pani/CNT)复合纳米材料,利用多种分析手段对合成的复合纳米材料的结构和电化学性能进行表征,包括以下三部分:(1)多孔碳/二氧化锰纳米复合材料的制备及其在超级电容器中的应用。通过直接煅烧柠檬酸钾制备PC,然后将MnO2原位生长在PC表面制备PC/MnO2纳米复合材料,在三电极体系中,当1.0 A·g-1时PC/MnO2比电容为337.0 F·g-1,这主要归因于PC与MnO2之间的协同作用。由于制备成本低、制备的PC/MnO2复合材料电化学性能优异,在超级电容器中有很大的应用潜力。(2)一种N,S掺杂多孔碳纳米材料的制备及其在超级电容器中的应用。以柠檬酸钾作为碳源,通过一步碳化和活化,制备的具有高比表面积和相互连接的微中孔-大孔的多孔碳(PC),随后用硫脲进行N和S二元掺杂,形成氮和硫共掺杂多孔碳(N,S-PC)。该方法简单易行,成本低。在实验中探究了硫脲和PC的质量比以及最佳煅烧温度,通过研究发现当PC:硫脲=1:12,煅烧温度为800℃时,所制备的N,S-PC 1:12纳米材料具有良好的电化学性能,当电流密度为1.0 A·g-1时N,S-PC 1:12纳米材料的比电容值可以达到 674.0 F·g-1。(3)聚环糊精-聚苯胺/碳纳米管纳米复合材料的制备及其在超级电容器中的应用。我们开发了一种简便且经济高效的聚合方法,利用聚环糊精(CDP)辅助聚合反应,以得到装饰有可控聚苯胺(Pani)层的碳纳米管(CNT),即CDP-Pani/CNT,该复合材料是一种壳核结构,又具有良好的导电性,在三电极体系中,1.0A·g-1时为720.0F·g-1的高比电容。为超级电容器电极材料提供了新型电极材料。