赤铁矿(α-Fe₂O₃)具有理论电容高、储量丰富、负电位电位窗口稳定等特点。长期以来,人们一直在探索将纳米结构的Fe₂O₃与各种导电基材相结合的研究,通过将各种Fe₂O₃纳米结构与不同的导电基材相结合来提高性能。然而,由于这些Fe₂O₃电极的比电容较低(120-300 F·g^-1),且在导电基材上的粘附稳定性较低,使得其性能离实际应用还很远。此外,纳米结构的Fe₂O₃在导电基板上的质量负载相当低(~1.0 mg cm^-2),基板与活性Fe₂O₃之间的界面相互作用也不够强。这些限制在很大程度上阻碍了Fe₂O₃作为ECs的负极。在这样的需求背景下,阳极氧化法因其得天独厚的优势成为了当前研究的热点。但由于制备过程所需的电压过高、时间过长使其难以应用于实际生产,此外在后续的退火过程中产生出的附加氧化物造成了部分孔隙的塌陷,不仅降低了整体的表面积,而且大大限制了其电容。为了改善上述问题,本文提出了基于不锈钢基底的氧化铁纳米片制备及优化方案,通过对不锈钢基体进行酸洗预处理,制备得到了具有纳米分层结构的不锈钢基体模板。在此基础上,通过表征分析详细的研究了后续阳极氧化电压、反应时间及升温速度对纳米片形貌形成的影响;后续通过氮化的方式对纳米片结构进行元素掺杂,进一步研究了元素掺杂过程中各个因素对产物形貌结构及性能的影响。同时就以上的研究内容在机理方面进行了系统性的研究,并归纳总结了不锈钢基底纳米片结构的形成机理。研究结果如下:(1)详细研究了酸洗预处理对不锈钢基体及纳米片结构形成的影响,可以明显看出随着预处理时间的增长,不锈钢基体表面的氧化层被不断腐蚀且在90 min时达到最佳,能够在去除氧化层的同时最大程度的保留不锈钢基体。在后续的阳极氧化过程中通过实验发现:在30 V恒压条件下能够得到最佳的氧化铁纳米片结构,且在20 min时达到最佳,随着电压的进一步提高由于基体缺少氧化层保护过于脆弱会导致烧穿现象的产生,反而会影响电极性能。此外较慢的升温速度及较高的退火温度在保证晶向的同时也能进一步保护纳米片结构的形成。此外,根据以上的研究内容对实验过程中酸洗预处理及阳极氧化过程制备氧化铁纳米片的形成机理进行了系统性的解释(2)在这项工作中,我们在不锈钢(SS)上自组织α-Fe₂O₃纳米片作为超级电容器的柔性阳极的简易电化学制备和高电容特性。高密度α-Fe₂O₃纳米片垂直生长在预处理后的不锈钢(SS)基片上,在电化学阳极化之前,通过酸性蚀刻预处理创建了纳米结构模板。预处理模板的形成极大地降低了阳极氧化过程的电化学电压和时间。所实现的α-Fe₂O₃电极在三电极体系下,表现出271.5 m F cm^-2的高比电容(在0.5 m A cm^-2的电流密度下),且经过1000次循环测试后依然具有优秀的稳定性能(63.8%)。后续通过N掺杂处理发现,表面产物部分由氧化物转化为氮化物,但其表面形貌基本没有被破坏,其比电容最高可达479 m F·cm^-2,通过XPS及XRD发现有Fe₂N的生成,使的其整体比电容提升接近两倍,说明元素掺杂能够在保证形貌的基础上进一步的提升其电化学性能。