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电极材料一直是影响和制约超级电容器发展的关键因素之一,开发廉价且性能优异的电极材料是超级电容器发展的重中之重。碳材料的研究虽然已取得进展但差强人意,其最主要原因在于单纯碳材料仅通过双电层电容储能,这决定了其电容值相对较低。开发富氮碳基材料让人们看到了曙光。然而,具有高氮含量的富氮碳材料并不容易获得,现有的技术往往过程复杂且成本较高。更重要的是,关于富氮材料仍然有很多问题有待研究。本文设计并合成了系列具有新颖结构和组成的富氮基碳材料及其复合材料,并系统研究了其电化学电容性质:（1）通过简便的低温CVD方法,在NiCo2O4纳米针列阵/碳布上直接生长具有超薄厚度的g-C3N4薄膜,最终得到具有新颖“核-壳”结构的g-C3N4薄膜包覆NiCo2O4纳米针阵列/碳布电极。测试表明g-C3N4薄膜具有纳米尺度的厚度（110nm）,该厚度使得g-C3N4薄膜不会阻碍电解液离子与NiCo2O4的接触,同时g-C3N4薄膜优异的机械性能和富氮表面对改变材料的稳定性和表面浸润性等起了重要作用。电化学测试表明,所制备的超薄g-C3N4薄膜包覆NiCo2O4纳米针阵列/碳布电极材料在1 mA cm-2的电流密度下具有2.83 F cm-2的高面积比电容,在15 mA cm-2的大电流密度下进行充放电10,000次后仍保持初始容量94%的电容值。（2）首先采用溶剂热结合多步热处理方法对g-C3N4进行修复,合成了具有高比表面积、超薄厚度和多孔结构的碳自掺杂的石墨相氮化碳纳米片。测试表明该g-C3N4纳米片的厚度仅为3.5nm左右,比表面积高达220.7 m2 g-1,并且以介孔为主。其次,通过水热法将NiCo2S4纳米颗粒生长在g-C3N4纳米片上,得到碳自修复多孔g-C3N4纳米片/NiCo2S4纳米颗粒复合材料。在该复合材料中,具有高导电率的NiCo2S4纳米颗粒均匀分布在g-C3N4纳米片的二维片层上。电化学测试表明该复合材料即使在20 A g-1的电流密度下比电容也可达到1000 F g-1,充放电循环10,000次后其电容仅损失7.4%。（3）以低成本的三聚氰胺和D-氨基葡萄糖盐酸盐为初始原料,利用g-C3N4作为自牺牲模板同时作为氮源一步热解合成了具有超高非石墨氮掺杂的二维超薄碳纳米片。测试结果表明该碳纳米片总含氮量高达20.29 wt.%,其中非石墨氮含量高达17.36wt.%。采用电化学手段对所制备的非石墨氮主导的二维超薄碳纳米片电极材料进行测试,结果表明该材料具有出优异的电化学电容性能,在1 A g-1的电流密度下电容值为316.8 F g-1,在10 A g-1的电流密度下经过10,000次循环后电容几乎没有衰减。（4）在二维超薄非石墨氮富集碳纳米片制备过程中引入合适的镍源,通过一步法热解成功合成了具有交叉网格结构的非石墨氮掺杂超薄碳纳米片/碳纳米管复合材料。利用反应过程中释放的还原性气体NH3将Ni2+还原成具有催化活性的金属镍纳米粒子,从而进一步在碳纳米片上催化生成了碳纳米管。另外,通过在热解过程中形成的Ni-N键使氮原子在体系中得以稳定,最终使样品的氮含量保持在较高水平。电化学测试表明,该复合材料在0.5 A g-1的电流密度下比电容值为279 F g-1,在8 A g-1时其电容值仍能达到240 F g-1,表明该材料具有较高的倍率性能,在10 A g-1的电流密度下循环10,000次后电容保持95.83%。