化石能源危机和环境污染问题的日益突显,越来越迫切需要传统化石燃料向绿色能源过渡转换。随着新能源汽车及储能市场的崛起,开发兼具高功率、长寿命的电化学储能器件已成当务之急。而材料技术的进步是储能产业发展的基础,因此,近年来寻找开发更高比容量、高能量密度的锂/钠离子电池新型负极材料的研究引起了广泛的关注。其中,第Ⅳ族的锗合金型材料因具有较高的理论比容量而有望成为将来二次电池体系负极材料的优良选择。但是在充放电过程中,锗基材料巨大的体积膨胀成为限制这类材料实际应用的致命因素。本论文设计合成了一系列有序介孔碳/锗复合材料,分别从异质原子掺杂改性介孔碳(氮、硫共掺杂的有序介孔碳,OMC-N-S)和有序介孔碳孔道结构(二维有序介孔碳CMK-3、三维有序介孔碳CMK-8)两方面来考察其作为导电骨架和限域载体复合纳米锗基电极材料的电化学性能,以期缓冲充放电过程中锗纳米颗粒的体积变化,实现电化学性能的高性能化,研究工作主要包括以下几个方面:首先,通过氮、硫杂原子共掺杂改性有序介孔碳制备出OMC-N-S,并以GeCl4为锗源,通过纳米浇筑法、煅烧等过程合成氮硫共掺杂有序介孔碳/锗复合物(OMC-N-S/Ge),研究其储锂性能。结果表明,OMC-N-S/Ge复合物在0.1 Ag-1电流密度下比容量高达1200mAhg-1;即使是在2Ag-1的大电流密度下,循环1000圈后仍然保持有650 mAh g-1的比容量。说明了N-S掺杂,OMC,Ge三者协同储锂,使得OMC-N-S/Ge具有较高的比容量、优异的倍率性能及循环稳定性。其次,以二维有序介孔碳CMK-3作为纳米反应器负载锗纳米粒子合成CMK-3/Ge复合物。在此基础上,进一步通过化学气相沉积法对CMK-3/Ge复合物进行表面包覆改性,利用沉积的碳层包覆暴露在CMK-3孔道外面的部分锗颗粒,得到CMK-3/Ge-C复合材料,并考察了气相沉积时间对其电化学性能的影响。结果表明,沉积在CMK-3/Ge表面的碳层为无定形碳,有利于储钠性能的提高,CMK-3/Ge-C复合物作为钠离子电池负极材料具有极其优异的倍率性能和长寿命循环稳定性。最后,将具有连通孔道结构的三维有序介孔碳CMK-8作为导电基质和限域载体,GeCl4作为锗源,制备得到CMK-8/Ge复合物,并同时考察其在锂/钠离子电池中的电化学性能。结果表明,CMK-8/Ge复合物表现出了优异的储锂和储钠性能,说明了 CMK-8可作为负载锗基材料的优质骨架,其三维介孔结构可有效缓冲锗颗粒在充放电过程中出现的体积膨胀,相互连通的三维孔道可以提升电子以及离子的传输效率,增加电极与电解液的接触面积,从整体结构上保持了电极材料的稳定。