DOI: 10.1002/er.5929

通过一种可行且成本低廉的静电纺丝工艺制备了氮碳共掺杂二氧化钛纳米纤维（N，C-TiNF），并将其作为超级电容器电极的活性材料引入其中。探究了氮掺杂改性纳米纤维对超级电容器性能的影响。另外，研究表明，来自纤维前体的碳可以掺杂在TiNF上，且无需碳掺杂剂。还将C掺杂TiNF（C，TiNF）与N，C-TiNF进行了比较，以探索超级电容器性能的变化。在2M Na2SO4溶液中，制备的N，C-TiNF电极（102 F g-1）的比电容是C-TiNF电极（25 F g-1）比电容的四倍。随着氮在C，TiNF表面的掺杂，晶格锐钛矿相转变为金红石相，（O-2p）价带与导带（Ti-3d）之间的距离减小，从而增强了伪电容特性。因此，N，C-TiNFs是用于超级电容器的理想候选材料。

图1.C-TiNF样品的SEM图，A）为低分辨率，B）为高分辨率。N，C-TiNFs在C）低和D）高分辨率下的SEM图像[颜色图可在wileyonlinelibrary.com上查看]

图2.A）C-TiNFs和N，C-TiNFs的XRD图，B）Williamson-Hall图的比较以及C-TiNFs和N，C-TiNFs的晶格应变[颜色图可在wileyonlinelibrary.com上查看。]

图3.A）N，C-TiNFs的高分辨率XPS光谱，B）N 1s，C）Ti 2p，D）C ls光谱，E）通过XPS确认C、Ti和N的结果[颜色图可在wileyonlinelibrary.com上查看]

图4.C-TiNF和N，C-TiNF样品的FT-IR光谱[颜色图可在wileyonlinelibrary.com上查看]

图5.C-TiNF和N，C-TiNF样品的紫外可见光谱和（插图）ASF图[颜色图可在wileyonlinelibrary.com上查看]

图6.A）比较C-TiNFs和N，C-TiNFs，B）N，C-TiNF电极在5至100 mV s-1的扫描速率下的循环伏安图，C）将锐钛矿相转变为金红石相的方案以及相关的带隙能[颜色图可在wileyonlinelibrary.com上查看]

图7.A）N，C-TiNF电极在不同扫描速率下的比电容和活性部位，B）峰值电流与扫描速率之间的关系，用于确定b值，C）在不同扫描速率下，扩散和电容控制电荷的贡献，D）在5 mV s-1下总电流的分离电容电流[颜色图可在wileyonlinelibrary.com上查看]

图8.A）在2M Na2SO4电解质中，当电流密度为1 A g-1时C-TiNFs和N，C-TiNFs的CDC曲线，B）在不同电流密度（1-5 A g-1）下，N，C-TiNFs的CDC曲线，C）在0.1V的外加电压下，在C-TiNF和N，CTiNF电极上测得的EIS的奈奎斯特图，D）N，C-TiNF电极在1000次循环中比电容的变化[颜色图可在wileyonlinelibrary.com上查看]