21世纪人类的生存和发展面临着能源枯竭和环境污染两大危机。开发环境友好型新能源来替代传统化石能源被认为是解决危机的最佳途径。作为便携式电子设备和电动车辆的主要能量存储系统之一，锂离子电池（LIBs）一直在新能源市场中占据着较大的份额。众所周知，电极材料在很大程度上决定了LIBs的性能，尤其负极材料对LIBs的性能的影响更为明显。然而，石墨作为商业锂离子电池的负极材料，由于其低的理论容量（372mAh g-1）、缓慢的锂固态扩散动力学和较差的倍率性能，无法满足电子设备日益增长的需要。因此，寻找性能优异的负极材料对于锂离子电池发展有着决定性的作用。在众多碳基材料中，聚多巴胺由于其优异的理化性质而备受关注，不但能够通过乳液诱导的方法得到不同形貌的N掺杂的纳米碳，而且还能包覆在各种材料的表面形成核@壳结构或者蛋黄@壳结构。本文主要围绕着聚多巴胺的形貌设计和复合展开研究，深入了解聚多巴胺的合成过程，通过几种不同的方法合成了不同形貌和尺寸的N掺杂的纳米碳材料，并提出了一种聚多巴胺诱导的界面生长策略用于构建分层的碗状结构，少层的MoS2纳米片锚定在碗状介孔碳纳米颗粒（BMCNs@MoS2）上。通过对硫源和钼源量的精准控制在聚多巴胺包覆的碳纳米管上生长了Mo2N/MoS2异质结构，合成的复合材料都展现了优异的循环性能和倍率性能。
　　论文的第一章，从制备方法、合成机理、影响因素等方面对聚多巴胺的研究现状进行了概述。
　　论文的第二章，通过乳液诱导自组装策略合成了碗状介孔碳纳米粒子（BMCNs），根据一种通用的纳米乳液组装方法制备了介孔碳纳米球（MCNs），又利用多巴胺在碱性有氧条件下的自聚合反应合成了碳纳米球（CNs）。并详细研究了在其他条件相同的情况下，孔径和形貌对其电化学性能的影响。其中，BMCNs电极在2A g-1的电流密度下1000次循环后依旧能保持182mAh g-1的容量。电化学性能测试结果表明介孔的构筑可以给Li+和电子提供快速通道和加快电解液的渗透；而碗状形貌比球状形貌有更大的比表面积，有更丰富的电化学活性位点，同时能够缩短锂离子和电子的传输路径，加快离子和电子的传输。
　　论文的第三章，通过一种聚多巴胺诱导的界面生长策略在碗状介孔聚多巴胺纳米颗粒的表面包覆少量层数的MoS2纳米片（BMCNs@MoS2）。BMCNs@MoS2复合材料的形貌、组分和纳米片的厚度可以通过聚多巴胺诱导效应的进行有效控制。用作LIBs的阳极活性材料的BMCNs@MoS2纳米复合材料在0.2A g-1的电流下100圈循环后保持799mAh g-1的可逆容量，在2A g-1时提供优异的倍率容量（573mAh g-1）。电化学性能测试结果表明合成的BMCNs@MoS2纳米复合材料具有以下几个优点。首先，与苯酚/甲醛相比，多巴胺是无毒绿色的碳源，此外，碳纳米材料中的氮杂原子的存在可大大增强材料的电化学性能；第二，碗状介孔碳可以赋予整体结构一个独特的、无限制的空腔，这可以为锂离子和电子提供自由进入的通道，并在锂化/脱锂过程中缓冲体积膨胀；此外，较少MoS2堆叠层可在电极材料与电解液之间提供高的接触面积，有助于增强电子转移和离子的传输。另外，本工作中提出的合成策略可以推广到各种过渡金属氧化物或硫化物。
　　论文的第四章，通过精确控制硫源和钼源的量，并利用聚多巴胺诱导界面生长策略合成CNTs@NCs@Mo2N/MoS2异质结构和CNTs@NCs@MoS2复合材料。结果表明，CNTs@NCs@Mo2N/MoS2复合材料具有较高的可逆容量（0.2A g-1，520.4mAh g-1）、高初始库仑效率（82.0%）、良好的倍率能力和较长的循环寿命。这可以归因于Mo2N掺杂提供了更加良好的导电性，更加有利于循环过程中电子和Li离子的转移，此外，Mo2N的高机械强度特性还可以提高复合材料的在循环过程中的结构稳定性，由Mo2N和MoS2产生的内部电场可以加速不同组分之间的电子转移。管状纳米复合材料的合理构筑和异质结构的精细工程可以广泛地推广到不同的储能领域，包括超级电容器、钠离子电池和锂硫电池等。
　　论文的第五章，对全文进行了总结。