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超级电容器作为一种介于静电电容器和锂电池之间的新型储能器件，因其大功率密度、长循环寿命和快速充放电特性，在便携式移动设备、电动汽车等领域受到广泛关注。静电纺丝法结合炭化处理制备得到的三维纳米炭纤维无纺布是一种有应用前景的柔性电极材料，纳米尺度的纤维可以有效减小离子传输距离，提高离子响应速度。然而目前其能量密度较低，限制了其进一步的应用。 本论文以聚乙烯醇(PVA)改性酚醛树脂水溶液为纺丝液，着眼于通过调控孔结构、表面化学结构、电导率以及与赝电容材料复合等手段来达到提高其能量密度的目的。本工作的主要研究内容和结论概括如下: 通过在纺丝原液中添加KOH和NaOH一步炭/活化制备了多孔纳米炭纤维无纺布。相比NaOH活化样品，KOH活化样品的微孔较多，比表面积较大，孔径分布较窄，含氧官能团数量较多。经过活化之后，纳米炭纤维引入了小孔径的介孔。得益于优化的孔结构，电化学性能得到明显提升。当KOH和NaOH的添加量分别为15wt.％和10wt.％时，样品在0.1A g-1的比容量分别达到332.3F g-1和226.1F g-1，当电流密度增大至20A g-1时，两者的容量保持率分别为66.5％和81.4％。 通过NH3刻蚀处理，制备了富氮炭纤维无纺布。延长NH3处理时间，提高了纳米炭纤维无纺布的热稳定性、电导率。经过3h的NH3刻蚀处理，纳米炭纤维的比表面积增大到763m2g-1，表面氮、氧官能团含量分别为5.26at.％和4.37at.％。该材料在0.1A g-1电流密度时的比容量为251.2F g-1，是纳米炭纤维(PCNF)的1.25倍，当电流密度提高到20Ag-1时，比容量为193F g-1，5Ag-1循环2000次容量保持可以达到99％。进一步的研究发现，氮掺杂不会改变含氧材料的自放电机制，但是会削弱材料的自放电速率。 在纺丝原液中添加氧化石墨烯会促进碳在热处理过程中的重排，提高材料的石墨化度和电导率。当氧化石墨烯的添加量为0.3wt.％时，所得纳米炭纤维的比表面积从644m2g-1逐渐增加到770m2g-1，介孔率从10.0％提高至21.6％，该纳米炭纤维在0.2Ag-1的比容量为279.1F g-1，比未添加的纳米纤维提高约49％，当电流密度提高到20A g-1，容量保持率为76.3％，10A g-1循环5000次之后，容量几乎没有衰减。 通过改变反应原料首次制备了具有相同晶型结构、不同形貌的柔性NiMoO4/纳米炭纤维复合材料。两种NiMoO4/纳米炭纤维复合材料的比表面积分别为154.3m2g-1和264.9m2g-1，表面沉积量分别为38.8％和34.2％。尽管片状NiMoO4负载量小于虫状NiMoO4负载量，但其比容量（622F g-1vs593F g-1）、倍率性能(88.0％vs78.4％)和循环稳定性(80.8％vs73.9％)均优于虫状NiMoO4/纳米炭纤维复合纤维，说明片状NiMoO4的有效利用率更高，疏松结构更适于缓解NiMoO4在充放电过程中造成的体积变化。