超级电容器因其循环能力强,功率密度高,出色的稳定性等因素,而备受关注。其中对电极材料的研究一直以来都是重中之重,因为电极材料的优劣直观地反映了超级电容器性能的好坏。碳纳米管（CNTs）具有特殊的空腔结构,其自身的导电性良好,表面性质非常的稳定,在超级电容器中有很大的发展前景,但由于亲水性差、管束大量聚集、电容量较低,阻碍了其在电极材料中的应用。为了改善上述情况,本论文的主要研究内容如下:利用双氧水刻蚀碳纳米管开发了一种特殊的管壁具有多孔结构的碳纳米管（PCNTs）。PCNTs不仅保留了CNTs的优点,而且纳米孔的存在还增加了CNTs的润湿性,也为电解液渗透和离子传输提供了有效的途径。通过将CNTs和PCNTs与具有较大理论比电容的赝电容材料复合,合成了CNT/MnO2和MnO2@PCNT/MnO2复合材料。通过表征发现,MnO2纳米粒子不仅生长于管壁表面,而且填充到PCNTs管腔中。碳管的电子结构使MnO2@PCNT/MnO2管壁外的MnO2具有IV价,而在管腔内除了Mn（IV）还有Mn（III）存在。电化学测试表明,10 m V s-1时,与CNT/MnO2相比,MnO2@PCNT/MnO2的比电容提高了38.6%,并高于目前文献报道的同类材料的性能。随扫速增加,MnO2@PCNT/MnO2容量保持率为67.7%,倍率性能优异。在5 A g-1条件下,经过6000次充放电循环后,其初始容量损失不超过2%。这一新颖的电极材料性能提高的原因在于,创新性的利用了碳纳米管上的多孔性质,以及所带来的多孔碳管和管壁内外MnO2的协同作用,而且Mn（IV）/Mn（III）氧化还原电子对增加了容量存储,同时PCNTs的多孔结构有利于电荷传递,适应充放电过程中的结构变化。其次,制备了一系列杂原子掺杂的X-PCNTs（X=B,N,B/N,F）,并与MnO2复合,进一步研究了不同原子掺杂对其电化学性能的影响。B原子作为电子受体进入碳晶格改变了掺杂碳的电子结构,增加了表面极性,增强了阴阳离子与碳管表面间的静电和离子-π相互作用,进而强化了电解质离子在碳管表面的吸附,提高MnO₂@B-PCNT/MnO₂比电容。在10 mV s^-1时,MnO₂@B-PCNT/MnO₂的比电容具有368.2 F g^-1,比MnO₂@PCNT/MnO₂提高了23.3%;但是由于B掺杂在碳纳米管骨架中,破坏了结构中的π电子对,导电性降低,因而复合材料的倍率降低。N或B/N掺杂没有破坏结构中的π电子对,对多孔碳纳米管的导电性改变不大,因而制备的复合材料的倍率与未掺杂的多孔碳纳米管制备的复合材料接近。F原子掺杂对复合材料的比电容及电化学性能的改善还需要进一步研究。