DOI: 10.1016/j.mcat.2021.111458

在这项研究中，以聚丙烯腈为碳源，醋酸镍为镍源，采用可控静电纺丝工艺制备了高度均匀的镍（Ni）掺杂碳纳米纤维（CNFs）。纤维结构和形态特征表明，Ni-CNFs表面光滑，平均直径为200-300nm。Ni掺杂显著改善了CNFs的表面缺陷和结构性能。将所制备的Ni-CNFs作为电化学超级电容器的活性电极，通过循环伏安法（CV）研究了其在1M Na2SO4水溶液中的电容性能。Ni-CNFs电极的比电容为347.5 F g-1，是纯CNFs电极的2倍，这表明Ni掺杂对CNFs的电化学性能有着显著的作用。Ni-CNFs电极在Na2SO4电解液中的所有循环期间均显示出高达91％的容量保持率。综上，这项工作为静电纺丝法制备高品质金属掺杂CNFs提供了一条新的途径。

图1.低倍率（a，b）和高倍率（b）模式下Ni-CNFs的FESEM图像。

图2.所制备Ni-CNFs的TEM图像（a），TEM映射元素（b）和元素线扫描映射（c）。

图3.（a）所制备Ni-CNFs的X射线衍射和（b）拉曼散射光谱。

图4.（a）所制备Ni-CNFs的全扫描，（b）高分辨率Ni2p和（c）高分辨率C1s XPS。

图5.（a）所制备Ni-CNFs的氮气吸附-解吸等温线和（b）孔径分布图。

图6.（a）在10-800mVs-1的不同扫描速率下的CV图，以及（b）在1M Na2SO4电解质中Ni-CNFs电极的比电容与扫描速率的关系图。

图7.（a）所制备的Ni-CNFs电极在1M Na2SO4电解质中循环5000次后的多循环CV图以及（b）比电容和电容保持率的变化。

图8.（a）Ni-CNFs电极在不同电流密度下的恒电流充电/放电行为，以及（b）Ni-CNFs电极的比电容与电流密度的关系。

图9.Zim与Zre模式下Ni-CNFs电极的EIS图及其等效电路（插图）。