氮掺杂碳纳米管（NCNTs）有着更加优于单纯碳纳米管的众多优点,如分散性、导电性、表面效应等,在拓展了碳纳米管应用方向的同时也增强了碳纳米管的性能。不同的氮掺杂碳纳米管的制备方法对其性能有很大影响,探究氮掺杂碳纳米管的制备方法成为了氮掺杂碳纳米管研究的先决条件。另外,单独的氮掺杂碳纳米管亦不能满足当今科学技术发展的要求,因此制备功能化氮掺杂碳纳米管及其复合材料就变得尤为重要。本文阐述了氮掺杂碳纳米管的设计、合成以及性能的研究,然后通过无机、有机功能化氮掺杂碳纳米管制备氮掺杂碳纳米管复合材料,并在超级电容器和催化等方向取得了良好效果。主要研究内容如下:（1）用水热法制备棒状纳米三氧化钼（MoO₃）模板,然后将三氧化钼与吡咯（Py）以不同比例混合分散于醇/水溶液中加入引发剂过硫酸铵,得到包覆层均匀的聚吡咯包覆三氧化钼复合材料,通过控制吡咯加入量控制包覆层厚度。最后以不同比例与环氧树脂（EP）共混固化,研究复合材料加入量对环氧树脂强度和玻璃化转变温度的影响。（2）采用原位生长法成功将二氧化锰纳米片包覆于氮掺杂碳纳米管表面,氮掺杂碳纳米管的独特结构为二氧化锰提供了足够的空间,使得二氧化锰可以包覆在氮掺杂碳纳米管的内外表面得到MnO₂@NCNTs@MnO₂三层纳米复合材料,这就保证了电荷可以在二氧化锰中的顺利移动。由于氮掺杂碳纳米管和二氧化锰之间的相互作用,MnO₂@NCNTs@MnO₂纳米复合材料表现出优异的电化学性能如:高比电容（电流密度1 A/g时253.1 F/g）,大电流放电能力强（电流密度从1 A/g升至10A/g仍有83.3%的保留）,优越的可逆性以及循环稳定性（电流密度10A/g下循环2000次电容仍有96.43%的保留）。（3）利用高温分解法将金属有机前驱物乙酰丙酮铁（Fe（acac）₃）在三乙二醇中与氮掺杂碳纳米管以一定的配比混合均匀后,然后在氮气保护下高温分解乙酰丙酮铁合成Fe₃O₄@NCNTs@Fe₃O₄,通过控制乙酰丙酮铁的加入量,得到磁性强度、四氧化三铁粒径不同的磁性氮掺杂碳纳米管,得到的磁性氮掺杂碳纳米管在常温下都具有超顺磁性,这个特点使得复合材料很适合应用于吸附、催化、储能等领域。然后采用原位聚合的方法将聚多巴胺（PDA）/氯化镍包覆于磁性氮掺杂碳纳米管表面,通过高温碳化的办法碳化聚多巴胺同时还原镍离子为镍单质,得到Fe₃O₄@NCNTs@Fe₃O₄-Ni@C纳米复合材料。Fe₃O₄@NCNTs@Fe₃O₄-Ni@C纳米复合材料对罗丹明B（RhB）和4-硝基苯酚（4-NP）表现出优异的催化性能。