高功率密度和超长的使用寿命使得超级电容器成为一个很有潜力的储能器件,但是能量密度低的缺点限制了其广泛的应用。为了提高超级电容器的能量密度,同时降低其成本,廉价易获取且具有高理论比电容的氧化铁成为超级电容器电极材料研究的热点。但氧化铁存在导电性和稳定性差的缺点,为此本论文将氧化铁与碳纳米管（CNT）复合,利用导电性好、比表面积大的CNT网络来负载氧化铁。所得的复合材料网络能促进电子的快速传输和离子的快速扩散,并结合氧空位调制和元素掺杂,进一步提升氧化铁的电化学性能,推进氧化铁作为超级电容器电极材料的应用。开展的主要工作有:（1）氧化铁的液相还原法合成研究。通过化学气相沉积在碳布上生长CNT作为基底。以FeCl₃溶液和NaBH₄为主要试剂,通过液相还原法在碳布/CNT基底上合成氧化铁,负载量为0.43 mg cm^-2。XRD结果显示在30.3、35.7、43.4、53.8、57.3和63°处出现衍射峰,对应γ-Fe₂O₃（JCPDS Card No.39-1346）的（220）、（311）、（400）、（422）、（511）和（440）晶面。Raman信号中359、505和696 cm^-1的三个峰也显示其为γ-Fe₂O₃。SEM和TEM的形貌表征可以看到氧化铁颗粒（直径约50nm）附着在CNT上。电化学测试显示氧化铁比电容在2 A g^-1时达到814 F g^-1(226 mAh g^-1)。氧化铁的大的比电容归因于CNT提供的良好电子传输通道和大的比表面积。由氧化铁和氧化镍（同样由液相还原法合成）组装成的非对称超级电容器能量密度最高达到63.3 Wh kg^-1,对应的功率密度为1.6kW kg^-1。（2）氧空位对氧化铁电化学性能的影响研究。通过改变退火温度（200⁵00℃）来调控液相还原法制备的氧化铁中氧空位的浓度,发现随温度升高,氧空位浓度由11%逐渐增加到26%,而氧化铁的比容量先上升后下降,300℃退火的氧化铁比容量最高为301 mAh g^-1,之后升高退火温度,比容量下降。EIS结果显示,300℃退火的氧化铁具有最小的等效串联电阻。300℃退火的氧化铁经过5000圈循环后容量仍保持初始值的90.6%,表现出优秀的循环稳定性。将300℃退火的氧化铁样品组装成水系对称超级电容器,在功率密度为9.32 kW kg^-1下的能量密度为58.5 Wh kg^-1,并且12000圈循环后,容量保持初始值的88%,具有良好的循环稳定性。（3）Sn元素掺杂对氧化铁电化学性能的影响研究。在液相还原过程中,通过调控氯化物混合溶液中Sn/Fe的比例（0.5%²0%）来实现对氧化铁的Sn元素掺杂。XRD表明不同浓度掺杂后样品都含有γ-Fe₂O₃（JCPDS card No.39-1346）的峰位,另外2%和5%Sn掺杂样品除γ-Fe₂O₃外还出现FeOOH（JCPDS card No.44-1415）。研究发现,2%Sn掺杂的样品的活性物质沿着CNT分布均匀,而且彼此连接,使负载量得到极大提高。电化学测试表明2%Sn掺杂的氧化铁的负载量达到1.8 mg cm^-2,比电容最大,为823 F g^-1,面电容达到1514 mF cm^-2。与NiO组装的非对称超级电容器的能量密度最高为83.9 Wh kg^-1,对应的功率密度为0.8kW kg^-1。