超级电容器是很具有发展潜力的电能存储器件,具有可快速充放电、高效和长寿命等诸多优点。如何使用绿色,快捷,无污染的方法来制备自支撑多孔碳纤维结构的电极材料是本文研究的重点。本文基于静电纺丝法通过调节其前驱液的配置,收集方式,退火的气体氛围和退火温度等条件来制备自支撑多孔碳纤维结构。选取ZnO作为模板来制备自支撑多孔碳纤维结构,通过多孔结构来增强碳纤维材料的电化学性能。通过进一步处理使自支撑多孔碳纤维作为基底来负载MnO₂,来增强其电化学性能。当选用TiO₂模板来制备多孔结构作为对比时,结果其模板是不能被完全去除。而后采取氢化的方式来对其处理,并负载MnO₂来测试其电容性能。（1）在静电纺丝的前驱液中加入ZnO纳米颗粒作为模板,改变静电纺丝收集方式可制备自支撑多孔碳纤维结构。调节ZnO和聚丙烯腈（PAN）在N,N-二甲基甲酰胺（DMF）中的比例,退火后得到拥有不同形貌和结构的自支撑多孔碳纤维。其原理是PAN在高温氩气氛围中能够被碳化,同时ZnO和C反应生成Zn蒸汽和CO,这样既可去除模板也可使得反应产物在高温下被去除。ZnO和PAN在质量比例为1:1时能得到相对分布均匀的孔洞结构,通过盐酸来去除剩余的锌。为了进一步增加多孔结构,在前驱液中继续加入模板乙酸锌,在经退火处理后来制备孔洞结构更加均匀的多孔碳纤维结构,并测量其电化学性能。自支撑多孔碳纤维结构在电流密度为0.2 A/g的电容值达到了180 F/g,是自支撑碳纤维结构的大约6倍,表现出自支撑多孔碳纤维材料良好的电容性能。（2）将静电纺丝制备出的自支撑泡沫状多孔碳纤维作为电极材料的基底,测试其负载MnO₂后的电容性能。实验显示在1000°C的温度热处理时ZnO和C完全反应,模板被完全去除,用两个热处理温度对比来说明多孔结构的形成过程,同时也验证ZnO和C反应的机理。将这个温度下得到的多孔碳纤维作为基底,再在其上面生长MnO₂纳米片,通过TEM,Raman,XPS表征,锰元素以+4价形式存在,制备出了MnO₂,通过电化学测试得到的自支撑多孔碳纤维负载MnO₂的电容值是自支撑碳纤维负载MnO₂的2.1倍,表现出自支撑多孔碳纤维负载MnO₂电极材料拥有更好的电化学性能。（3）本章尝试通过模板TiO₂和ZnO模板来进行对比来制备多孔碳材料,通过对比体现出哪种模板更具优势。然后对二氧化钛和碳纤维的复合结构进行氢化来负载MnO₂并测试其电化学性能。通过在静电纺丝的高聚物前驱液中加入TiO₂纳米颗粒来制备自支撑碳纤维和TiO₂复合结构。首先尝试通过利用NaOH和TiO₂的反应来去除模板。依照上述的理论进行实验之后对产物进行TEM表征,发现有TiO₂的残余,可能是因其复合结构中有部分的TiO₂被包含在碳纤维内部比较深的位置。其次是直接对复合结构其进行氢化处理,增加碳的碳化程度,同时增加TiO₂的氧空位,在氢化后的复合结构上沉积MnO₂并测试其电化学性能。测得氢化后的自支撑碳纤维和TiO₂复合结构在沉积MnO₂以后的电容值是氢化前的2倍,显示出其是很有潜力的电极复合材料。