随着经济的快速发展，能源快速消耗和环境污染的问题愈发严重，寻找新的储能器件迫在眉睫。近年来，超级电容器因其循环寿命长，充放电速率快以及功率密度较高等特点被人们广泛关注。然而能量密度低这一缺点制约了超级电容器的发展。为了扩大超级电容器的研究和使用，研究者们力求通过设计和合成新的纳/微米电极材料提高其比电容，进而达到提高能量密度的目的。
　　在本文中，以多孔泡沫镍(NF)为基底，利用简单的水(溶剂)热法制备了系列Ni掺杂的CoⅡ11(HPO3)8(OH)6/NF纳米材料和金属掺杂的NiSe2-dien/NF(dien=二乙烯三胺)纳米材料并对它们进行了表征，测试了其在超级电容器电极材料领域的应用。具体的研究内容如下所示：
　　(1)在不同合成条件下，采用水(溶剂)热法在泡沫镍(NF)上直接生长了不同形貌的Ni掺杂Co11(HPO3)8(OH)6。最佳条件是在乙醇/水溶液(5mL/5mL)中，NaH2PO2/Co(NO3)2摩尔比为0.5∶0.1，溶剂热反应6h，得到三维(3D)多孔的纳米线束S0.5-6h-EW。而在纯水溶液中，获得了微米棒，这表明束中的纳米线是通过横向(400)方向聚集在一起。反应时间长、反应物摩尔比低都有利于纳米线的横向生长，并提出了可能的形成机理。所制备的Ni掺杂Co11(HPO3)8(OH)6/泡沫镍(NF)样品均可直接用作超级电容器电极，S0.5-6h-EW的电化学性能最好，在0.5A g-1的电流密度下比电容为159mAh g-1，接近于Co11(HPO3)8(OH)6的理论值212mAh g-1，这是目前报道的最大值。S0.5-6h-EW优异的电容性能归因于在无添加剂和粘结剂的条件下，三维多孔纳米线束直接生长在泡沫镍上，以及在亚磷酸钴中掺杂镍。S0.5-6h-EW和活性炭(AC)组成非对称超级电容器(ASC)在532W kg-1的功率密度下显示出的最大能量密度为58.7Wh kg-1，在5.5A g-1电流密度的10000次充放电循环之后，电容保持率为90.5%，表现出良好的循环稳定性。
　　(2)基于不同摩尔比的Co(Ⅱ)/Mn(Ⅱ)盐，在泡沫镍(NF)上生长了一系列MSe2-dien(M=金属(Ⅱ)离子，dien=二乙烯三胺)。发现不含Co元素的样品显示出由许多互连纳米线构建的中空管，而在其他含Co元素的样品中观察到纳米片。纳米片的形成与Co(II)有关，这是因为Co(Ⅱ)促进金属硒化物纳米片沿着其(01-1)面(厚度方向)生长。本文中研究了样品的形成和成分/形态演化。其中，(Co,Mn)-NiSe2-dien/NF(2∶1-Co/Mn样品)在1A g-1电流密度下的最大比容量为288.6mAh g-1，在10A g-1(198.6mAh g-1)下保留69%，这与其超薄的纳米片阵列和(Co，Mn)-共掺杂到NiSe2-dien中有关，导致Ni和Se周围电子密度的重新分布。XPS和密度泛函理论(DFT)计算证明了电子从NiSe2-dien转移到吸附的OH-离子上，OH-离子来自于电解质溶液，这有助于活性位点和电解质离子之间的氧化还原反应，从而提高了电化学性能。(Co,Mn)-NiSe2-dien/NF和活性炭组成的不对称超级电容器，在功率密度为447.3W kg-1时显示能量密度为50.9Wh kg-1，具有良好的循环稳定性，在10000次充电放电循环后仍具有84%的比容量保持率。(Co，Mn)掺杂的NiSe2-dien纳米片浸入SnCl2乙醇溶液中，由于阳离子交换和Kirkendall效应而被转化为(Co，Mn，Sn)-掺杂的NiSe2纳米线阵列，并且所获得的样品表现出良好的面积电容，在5mA cm-2电流密度下面积比电容可达0.267mAh cm-2。