超级电容器,拥有较长的循环寿命和宽的工作温度范围,并且可以提供较高的功率密度,快的充电速度,已经受到人们越来越多的关注。电极材料作为超级电容器的重要组成部分,直接决定超级电容器的性能。因此,制备廉价、环保、高性能的电极材料是目前超级电容器研究的重点。碳点因其具有优异的导电性,易与其他物质复合,并具有高化学稳定性而受到越来越多的关注。本论文研究制备了一系列的碳点基纳米复合材料,旨在得到高比电容,长循环寿命和高能量密度的电极材料,来满足商业的需求。首先通过X-射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、Raman光谱、X-射线光电子能谱（XPS）和Brunauer-Emmett-Teller（BET）等表征手段研究所制备材料的微观形态,探索碳点对其结构的影响;然后通过电化学性能测试（循环伏安、恒电流充放电等）,系统研究复合材料的电化学性能。主要研究内容如下:1.采用简单的一步水热法成功制备了氢氧化镍/氮掺杂碳点（Ni（OH）₂/NCDs）纳米片。NCDs作为一种新型结构导向剂,在调节产品形态和提高超级电容器性能方面发挥着双重作用。Ni（OH）₂/NCDs纳米片具有较大的比表面积和丰富的孔隙率。三电极体系中,电流密度1 A g^-1时Ni（OH）₂/NCDs显示出较高的比电容(1711.2 F g^-1),超过单独Ni（OH）₂比电容的两倍。此外,我们将Ni（OH）₂/NCDs纳米片作为正极,三维石墨烯（3DGE）作为负极组装成混合超级电容器。该器件在1 A g^-1电流密度下比电容为127 F g^-1,在功率密度700-7000 W kg^-1时,能量密度高达23.8-34.6 Wh kg^-1。因此,制备的Ni（OH）₂/NCDs纳米片在能量存储领域具有很大的应用潜力。2.采用简单的一步水热法成功制备了氮掺杂碳点修饰的还原氧化石墨烯（RGO/NCDs）纳米片。利用XRD、Raman、TEM、FESEM、BET等测试手段对合成产物进行表征。研究表明,超小尺寸的NCDs均匀地分散在RGO的表面,为RGO/NCDs复合材料提供了丰富的活性位点。作为超级电容器电极材料,在1 A g^-1电流密度下,RGO/NCDs的比电容高达350 F g^-1,远远高于单独的RGO(比电容为249 F g^-1)。此外,RGO/NCDs还具有良好的倍率性能和循环稳定性。将其组装成对称型超级电容器,在电流密度为1 A g^-1时,比电容为85.6 F g^-1。在5 A g^-1时循环充放电35000次,比电容几乎未发生衰减。RGO/NCDs纳米复合材料优异的电化学性能使其有望成为超级电容器的候选电极材料。3.使用乙二醇作为溶剂,通过简单的溶剂热法制备了三维花状CoS/NCDs复合材料。使用XRD、XPS、SEM和TEM等测试表征制备的复合物的结构、化学状态和表面形态。作为超级电容器电极时,在1 A g^-1的电流密度下,比电容为697F g^-1,远高于单独的CoS纳米花。该复合物增强的电容性能主要归因于CoS的电容特性和NCDs之间的协同效应。以CoS/NCDs纳米花作为正极材料,RGO/NCDs作为负极材料组装混合超级电容器器件。该器件在1 A g^-1电流密度下,比电容为103 F g^-1,并且表现出超高的能量密度(在功率密度为800 W kg^-1时,能量密度高达36.6 Wh kg^-1)。这些结果表明,CoS/NCDs纳米复合材料是用于超级电容器的有前景的正极材料。4.通过简单水热和煅烧两步法成功制备了三元纳米复合材料NiO/Co₃O₄/NCDs。研究表明所制备的三元纳米复合材料由大量超薄纳米片组成。作为超级电容器电极时,该复合材料比电容为1775 F g^-1(1 A g^-1)。此外,该电极还显示出极好的循环稳定性,在10 A g^-1下循环充放电10000次,电容保持率达到92.4%。以NiO/Co₃O₄/NCDs为正极,RGO/NCDs为负极构筑非对称超级电容器器件,该器件在功率密度为800 W kg^-1时,能量密度高达41.6 Wh kg^-1。