由于化石能源的逐步耗尽和环境恶化的日趋严重,开发出低廉、高效、环境友好的电能存储（EES）设备刻不容缓。其中,二次电池由于高效的能量转化、简单的维护和灵活的使用,在各式各样的储能设施中脱颖而出。得益于钠的资源充足和广泛分布,以及和锂有着类似的电化学储能机制,钠离子电池（NIBs）的研究越发引起人们的重视并成为最有希望代替锂离子电池（LIBs）的新型二次电池。其中设计低成本高性能的负极材料是促进其未来商业化的关键因素之一。在众多候选的NIBs负极材料当中,二维（2D）层状金属硫化物因为其独特的层状结构和较高的理论容量而吸引了广大研究者的兴趣。但其较低的可逆性、较差的导电性和结构稳定性,严重限制了它的发展与应用。在本论文中,我们利用简单的一步溶剂热法成功合成了在碳纸基底上均匀生长的金属离子掺杂层状金属硫化物（SnS₂、MoS₂）纳米片阵列,并将其直接用作NIBs的自支撑负极,得到了显著改善的储钠性能。主要的研究内容与结论如下:（1）垂直生长于碳纸表面的Fe、Co和Ni掺杂SnS₂纳米片阵列的合成及储钠性能的研究。以四氯化锡为锡源,硫代乙酰胺（TAA）为硫源,商用碳纸为基底及集流体,并分别添加微量的硝酸铁、氯化钴、氯化镍作为掺杂的铁源、钴源和镍源,通过一步溶剂热法制备Fe、Co、Ni掺杂的SnS₂纳米片阵列均匀有序地垂直铆钉在碳纸基底上,构成一个具有开放通道的纳米网络结构。通过分别优化掺杂剂铁源（Fe/（Fe+Sn）=6%）、钴源（Co/（Co+Sn）=9%）、和镍源（Ni/（Ni+Sn）=9%）的含量,得到最佳性能的CP@Fe6-SnS₂、CP@Co9-SnS₂、CP@Ni9-SnS₂电极材料。其作为NIBs自支撑负极时,测试结果显示为:CP@Fe6-SnS₂、CP@Co9-SnS₂和CP@Ni9-SnS₂电极在100 mA g^-1的电流密度下,经过100次循环后,可逆比容量分别为434.0 mAh g^-1、428.3 mAh g^-1和666.3 mAh g^-1,远高于未掺杂的CP@SnS₂的可逆比容量198.9 mAh g^-1。并且经过掺杂后,样品的倍率性能也得到了大幅度改善,在1000 mA g^-1的大电流密度下,CP@Fe6-SnS₂、CP@Co9-SnS₂和CP@Ni9-SnS₂的充电比容量分别为245.6 mAh g^-1、334.9 mAh g^-1和436.8 mAh g^-1,均明显优于CP@SnS₂的169.9 mAh g^-1。这主要因为掺杂的离子扩大了SnS₂（001）晶面的层间距离,有利于Na⁺的插入和脱出,同时也为宿主材料在电化学反应过程中发生体积变化时,提供了更多的缓冲空间;其次,掺杂会产生大量的缺陷,从而为钠的存储引入更多的活性位点;最后掺杂引起了材料内部电子分布状态的重新调整,提高了材料的导电性。（2）垂直生长于碳纸表面的Fe掺杂MoS₂纳米片阵列的合成及储钠性能的研究。以硫脲、钼酸铵、硝酸铁分别为硫源、钼源和铁源,商用碳纸为基底和集流体,通过简单的一步水热法,在碳纸基底上垂直生长出高度有序相互贯通的Fe掺杂MoS₂纳米片阵列,并探索出最佳的Fe掺杂量（Fe/（Fe+Mo）=6%）。将自支撑电极CP@MoS₂（未掺杂）和CP@Fe6-MoS₂作为NIBs负极时,测试结果表现为:在100 mA g^-1电流密度下,CP@MoS₂和CP@Fe6-MoS₂的首次充电比容量为446mAh g^-1和570.7 mAh g^-1,经过80次循环后,其容量分别为249.1 mAh g^-1、609.3mAh g^-1。在1000 mAg^-1的电流密度下,CP@MoS₂和CP@Fe6-MoS₂的充电比容量依次为178 mAh g^-1和296.3 mAh g^-1,相比于100 mA g^-1电流密度下各自的充电容量,保持率分别为39.6%和51.8%。CP@Fe6-MoS₂的电化学性能较CP@MoS₂得到了明显的改善,主要归因于离子掺杂在MoS₂晶体结构内造成了大量的缺陷,并且提高了材料的导电性。本论文工作提出了一种将外来金属离子引入到主体材料晶体结构内,从而从根本上改善材料的内在性质的一种有效策略,为改善其电化学性能提供了新的有效途径。