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碳纤维（Carbon Fiber,简称CF）是一种以碳元素组成的特种纤维材料,具有耐高温、抗摩擦、导电、导热及耐腐蚀等特性,在国防军工和民用等方面均具有重要应用。本论文以电纺碳纤维为基础,结合水热合成、共混掺杂、聚合物转化等技术,分别制备了TiO2-C,SiCN以及Fe-SiCN三种复合碳纤维材料,并对三种复合纤维的性能及作用机理进行了系统研究。主要内容如下:（1）采用静电纺丝技术,结合水热合成法制备了系列柔性二氧化钛（TiO2）纳米阵列@C复合碳纤维毡。利用XRD、SEM、TEM以及Zeta电位对样品结构、形貌与表面电荷性质进行了表征,探讨分析了不同形貌TiO2纳米阵列的生长机理,并通过次甲基蓝（MB）降解实验评价了系列样品的染料去除性能。结果表明:适量TiO2颗粒掺杂能够明显改善碳纤维柔韧性,提高碳纤维表面亲水性能,有利于TiO2在碳纤维上的生长;同时,随着水热时间增加,碳纤维表面负电荷数量得到增加,TiO2纳米阵列沿[110]晶面生长密集度提高,有利于改善次甲基蓝的去除效果。分析表明,复合碳纤维毡对染料的去除主要源于碳纤维的吸附与二氧化钛光催化的协同协应。（2）通过静电纺丝与聚合物转化技术,在不同煅烧温度（1000～1400°C）下制备了系列SiCN复合碳纤维材料。利用XRD,FT-IR,TEM,SEM,XPS和拉曼光谱等测试手段对比研究了不同煅烧温度下SiCN复合碳纤维的物相组成、显微结构、化学结构、元素与碳结晶状态。同时,利用矢量网络分析仪研究了SiCN复合碳纤维的电磁特性。研究结果表明,随着热处理温度的升高,样品内非晶碳含量增加,可显著调节SiCN复合碳纤维介电性能。1300°C下制备的SiCN复合碳纤维具有最大介电损耗角正切和最佳的电磁波吸收性能,其中,最大介电损耗角正切为0.49,对电磁波的有效吸收带宽为4.59 GHz（11.8～16.4 GHz,RL<-10 dB）,在2 mm的厚度下反射损耗最小值达到-31.1 dB。（3）在实验（2）基础上,在前驱体溶液中添加纳米氧化铁颗粒作为铁源,制备了系列铁掺杂SiCN复合碳纤维（Fe-SiCN）,研究了纳米氧化铁掺杂对SiCN纤维微观形貌、物相组成、电磁参数以及电磁波吸收性能的影响。结果表明:在1100°C煅烧条件下,纤维中的氧化铁被还原成铁单质,且其表面形成了Si3N4结晶层,以Si3N4@Fe核壳结构形态存在于复合碳纤维中。进一步研究发现,随着纳米氧化铁颗粒添加量的增加,复合纤维中铁含量得到增加,再结晶性明显增强;当氧化铁掺杂量达到0.5wt%时,Fe-SiCN复合碳纤维具有最大的电磁波吸收性能。厚度为1.5 mm情况下,样品对电磁波有效吸收带宽为4.18GHz（12.96GHz-17.12 GHz,RL<-10dB）,其反射损失达到-22.68 dB（频率为12.4 GHz时）。