氧化铁具有理论容量高、资源丰富、价格低廉等特点,在电化学储能电池领域得到了众多研究者的关注与研究。然而,常规的氧化铁电极的储钠活性非常低,实际容量与理论值相差较大。此外,由于其储钠循环过程伴随着严重的体积变化,活性物质容易从集流体上脱落,进而导致电池性能的快速衰减。因此,如何提升氧化铁电极的电化学储钠活性及循环稳定性,一直是氧化铁电极的研究重点和难点。本论文以三维自支撑氧化铁电极为研究对象,采用多种方法调控材料组分与微观结构,从而提高氧化铁的电化学储钠性能。具体研究内容如下:(1)通过阳极氧化法合成三维自支撑Fe2O3纳米管阵列结构电极,再通过后续硫化退火处理构建Fe2O3/FeS2核壳异质结构(S-Fe2O3)。基于Fe2O3与FeS2半导体性质的特点,在二者结合的界面处,两种材料的费米能级会产生弯曲而形成一个内建电场,在其作用下,钠离子在材料体相中的扩散迁移速率得到显著提高,在高孔隙纳米管阵列结构的协同作用下,S-Fe2O电极材料在5A g-1的高电流密度下,仍能够提供～400 mAh g-1的比容量,200次循环后容量保持率为91%,远高于单一纳米结构的Fe2O3电极材料。(2)利用水热法在柔性碳布基底上制备出三维自支撑氮、Fe2+双掺杂Fe2O3纳米棒(N-Fe2O3-x)阵列结构电极,再将其置于氨气氛围下热处理获得表面氮掺杂、体相Fe2+掺杂的Fe2O3电极材料。Fe-N键表现出比Fe-O键更强的共价键性降低了N-Fe2O3-x的储钠阻碍,而体相低价铁的存在提高了材料的电子传导速率,最终实现了氧化铁电化学性能的提升。在0.1 A g-1的电流密度下,N-Fe2O3-x电极可提供895 mAh g-1的比容量,此外,在0.2 A g-1下循环200次后其容量保持率超过85%。