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超级电容器是一种新型的储能器件,具有高功率密度、长寿命、优异的循环稳定性和环境友好等优点。电极材料性能的优劣直接影响到超级电容器的性能,因而新型电极材料的开发与应用研究备受关注。由于电极材料的性能受材料自身性质和表面状态的影响,可利用表面修饰形成核壳结构或外来原子掺杂增加材料氧空位浓度,增强材料的电化学性能。本论文以一维核壳结构TiO2纳米阵列和Mo掺杂W18O49纳米纤维(W18O49-Mo)为研究对象,开展材料制备工艺优化,探索其作为电极材料在超级电容器领域的应用。首先,采用水热法在FTO导电玻璃上制备TiO2纳米棒阵列,考察电解液中氧含量对阵列电化学性能的影响。其次,将TiO2纳米棒阵列作为骨架,利用水热法,以葡萄糖为碳源,高温碳化制备TiO2@C核壳结构的纳米棒阵列。在此基础上,以WCl6为钨源,水热制备TiO2@C@WO3纳米棒阵列。通过循环伏安、恒流充放电、交流阻抗测试,考察材料的电化学性能。结果表明,当葡萄糖溶液浓度0.01 M,TiO2@C@WO3纳米棒阵列表现出最佳的电化学性能。在8 mV/s扫速下,TiO2纳米棒阵列、TiO2@C纳米棒阵列、TiO2@C@WO3三者的比电容分别为 2.52 mF·cm-2、4.582 mF·cm-2和 8.63 mF · cm-2。电解液中的氧将抑制电解液离子与纳米棒的接触,降低Ti02纳米棒阵列的电化学性能。以Na2WO4·2H2O作为钨源,通过添加不同结构导向剂,调节盐酸的浓度,制备出不同形貌的WO3纳米材料。采用X-射线粉末衍射仪、扫描电子显微镜等手段对样品进行组成结构和微观形貌的分析,探索WO3纳米材料的水热生长机制。进一步,以Na2MoO4·2H2O作为钼源,通过控制体系中Mo/WL比例和反应时间,将Mo原子掺杂于WO3晶格中。结果表明,随着Mo/WL比例的升高,水热产物形貌由聚集状纳米片向纳米纤维转变;当Mo/W=1,水热反应时间为2 h时,制备获得一维W18O49-Mo纳米纤维具有较好的电化学性能,比电容为723.3 F·g-1,且循环2000次后,比电容依然能够保持84.8%;将W18O49-Mo纳米纤维与活性炭(AC)组装成的W18O49-Mo//AC非对称超级电容器,具有0-1.5V的工作电压窗口,能量密度为26.2 Wh·kg-1和功率密度为375 W-kg-1。一维纳米纤维结构能够给电子的转移提供定向的传输通道,同时Mo原子的掺杂,增加了W18O49结构中的氧空位、活性位点和W6+的数量,提高材料的导电性和电化学活性。