超级电容器作为一种新型储能器件,由于具有高功率密度和长循环寿命优势,近年来受到研究者的关注。α-Fe2O3因为具有负电位下宽的电位窗口、高氧化还原活性、低成本和环境友好等特点,成为很有前途的非对称超级电容器负极材料之一。本文首先在草酸电解液中对铁箔进行阳极氧化,首次发现铁箔在草酸电解液中阳极氧化的产物为无定型的草酸亚铁（Fe C2O4）纳米棒,尺寸分布范围为250～700 nm。着重研究Fe C2O4纳米棒的形成机理以及阳极氧化时间、电压和草酸浓度对纳米棒形貌的影响,确定纳米棒的最佳阳极氧化制备工艺为:0.7 M草酸电解液中恒压6 V阳极氧化15min。无定型的Fe C2O4纳米棒经过空气中退火处理后,成功转变为α-Fe2O3纳米片并且电化学性能显著提高。其次,研究热处理温度、升温速率和热处理气氛对α-Fe2O3纳米片形成过程的影响,分析Fe C2O4纳米棒向α-Fe2O3纳米片的转变机理,确定α-Fe2O3纳米片的最佳形成条件,并详细研究了α-Fe2O3纳米片的电荷存储机制和电化学性能。电荷存储动力学研究结果表明,该电极材料的电荷存储过程涉及表面控制和扩散控制,该材料在扫速为5 m V s-1时,赝电容电流贡献占总电流的51.2%。然后,对α-Fe2O3纳米片进行氨气高温后处理,成功实现α-Fe2O3纳米片的N掺杂改性。XRD结果表明其中还含有少量铁的氮化物杂质,极大地提高了α-Fe2O3纳米片的导电性。该样品在3 m A cm-2下的面积比容量为62.08μAh cm-2,是处理前的3.92倍。经5000圈循环测试后,电极材料的容量保持率为80%,具有良好的电化学稳定性。对α-Fe2O3纳米片进行硫蒸气高温后处理,成功将其硫化,制备出导电性良好的Fe S2纳米球,该电极材料在2 m A cm-2下的面积比容量为52.78μAh cm-2,是处理前的3.07倍。经5000圈循环测试后,电极材料的容量保持率为83.5%,电化学稳定性大大提高。最后,对α-Fe2O3纳米片进行氨气-硫蒸气共处理,制备出导电性良好的N掺杂的Fe S2纳米球电极材料,在3 m A cm-2下的面积比容量为71.67μAh cm-2,是处理前的4.53倍。经5000圈循环测试后,电极材料的容量保持率为84.3%,具有良好的电化学稳定性。