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近年来,纳米科学与技术的发展已广泛地渗透到众多的其它学科领域,其中最典型的实例就是设计合成新型的纳米材料并且应用于锂离子电池负极材料。相对于传统的石墨负极材料,四氧化三铁具有存在广泛、环境友好、较高的理论比容量(928mAh/g)等诸多优点,因此引起了人们的广泛关注。但是四氧化三铁负极材料在锂离子嵌入和脱出的过程中会发生较大的体积改变,严重地影响了四氧化三铁作为负极材料在锂离子电池方面的应用。最近对四氧化三铁材料的研究主要是合成特殊结构的纳米材料以及对材料进行包覆来提高其电化学性能。本文采用水热法合成了尺寸均一的多孔以及空心四氧化三铁纳米球、氮掺杂的碳包覆的空心四氧化三铁和氟掺杂的碳包覆的空心四氧化三铁纳米球。通过扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM、X-射线衍射(XRD)、高分辨透射电镜(HRTEM)、能量分散X-射线分析(EDS)和电化学等测试手段,分别对所合成的纳米材料进行了表征结构,并研究了其相关的电化学性能。主要工作包括以下方面：1、通过简单的水热反应,制备了尺寸均一的多孔的与空心的四氧化三铁球,并且进行了包覆碳层,分别研究了其包覆前后作为负极材料在锂离子电池方面的应用。研究结果显示：相对于空心的四氧化三铁,多孔的四氧化三铁具有稳定的电化学性能。在四氧化三铁表面包覆了碳层,电化学性能结果显示：碳包覆的多孔的四氧化三铁性能最好,在1C的倍率下循环300圈,放电比容量仍能达到600mAh/g。2、分别采用高分子化合物环辛四烯和聚醚酰亚胺作为碳源以及碳氮源对空心的四氧化三铁进行了包覆改性研究。实验结果显示：相对于单纯的碳层改进,氮掺杂的碳在对四氧化三铁的性能改进方面具有明显的优势。3、首次探索了氟掺杂的碳层对四氧化三铁性能的改进。实验采用聚偏氟乙烯作为氟掺杂的碳层来源,通过煅烧,合成了氟掺杂的碳包覆四氧化三铁空心球。实验结果显示：氟掺杂的碳包覆的四氧化三铁具有稳定的电化学性能。