层次孔富氮炭材料凭借其易剪裁的物理结构、可调控的表面化学性质、优异的热力学稳定性以及良好的电学性能和化学惰性，近年来在吸附分离和储能等方面得到了广泛应用，尤其是作为高效二氧化碳气体吸附剂或是超级电容器电极材料时，其性能与材料特定的物理结构、表面化学性质、石墨化度和电导率等息息相关。　　本论文以储能材料的功能需求为导向，以聚苯并噁嗪树脂为含氮前躯体，设计合成出了多种新型的层次孔炭富氮炭材料。利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、Raman光谱、傅里叶红外(FT-IR)光谱、X射线光电子能谱(XPS)、元素分析、热重分析(TGA)、氮气物理吸/脱附等方法对材料进行了表征。初步研究了这些富氮炭材料分别在CO2气体捕获和超级电容器电极材料等方面的应用，详细探讨了材料的物理结构和表面化学性质对其CO2气体的吸/脱附性能、电化学性能的影响，揭示结构与性能之间的关系。论文主要结论如下：　　(1)以合成的四种新型苯并噁嗪树脂为前躯体，采用软模板法联合化学活化的方法，制备了一系列具有高比表面积、大孔容、高氮含量和高收率的层次孔富氮炭材料。通过改变软模板剂的添加量及炭材料制备工艺条件对富氮炭的物理结构进行了可控剪裁以及表面功能化。并在此基础之上，利用原位聚合法制备出氧化石墨烯/聚苯并嗯嗪基富氮炭纳米复合物。　　(2)在CO2气体捕获方面，以1，5-二羟基萘、尿素和甲醛为原料合成出的聚苯并嗯嗪-Ⅰ基层次孔富氮炭，在0和25℃、1.0 bar下，对CO2气体的吸附容量分别高达6.35和4.02 mmol g-1，同时还表现出较高的CO2/N2吸附选择性、较快的吸/脱附速率以及良好的循环稳定性，其CO2气体吸/脱附性能明显优于未添加软模板剂的微孔富氮炭材料。多孔炭材料的微孔结构（微孔表面积、微孔孔容和孔径分布）和表面化学性质（尤其是碱性较强的吡啶型氮和吡咯型氮或羟基化吡啶型氮的含量）均对其CO2气体捕获性能产生决定性的影响。　　(3)在用作超级电容器电极材料方面，以对氰基苯酚、尿素和甲醛为原料制得聚苯并嗯嗪-Ⅲ基层次孔富氮炭，其比表面积为1555.4 m2 g-1，氮含量为3.64 wt％，具有中孔孔径为2.3 nm的微/中孔的多级孔结构。凭借其发达的层次孔结构、较高的石墨化度和良好的导电性，在6M KOH电解液中表现出极为优异的电化学性能:1.0Ag-1电流密度下，比容量高达641.6 F g-1，倍率性能良好（在40.0A g-1下比电容仍高达443.0 F g-1)，循环稳定性能出色（经5000次充傲电后电容保持率为94.3％）。与仅KOH活化得到的微孔含氮炭相比，层次孔富氮炭基超级电容器的电化学性能得到明显改善。软模板法调控出的中孔结构有利于电解液离子的快速传输，并降低炭电极内阻，而KOH活化得到的发达微孔结构则有利于在电极/电解液界面处形成大量的双电层电容。炭材料表面具有电化学活性的含氮官能团和含氧官能团，能有效改善炭材料的表面润湿性和极性，同时产生显著的法拉第赝电容，大幅提高炭基电容器的总比电容。　　(4)针对炭基超级电容器存在比电容较小、能量密度偏低以及导电性差等问题，在聚苯并嗯嗪基富氮炭基础之上，引入不同含量氧化石墨烯，系统考察复合材料的电化学储能特性。与未添加氧化石墨烯的炭电极相比，当氧化石墨烯含量为1.29 wt％时，氧化石墨烯/富氮炭复合电极表现出更为优异的电化学性能:1.0A g-1电流密度下，比容量高达405.6 F g-1，且具有良好的倍率性能和循环性能。此外，该复合电极同时表现出较高的功率密度和能量密度。其优异的电化学性能可归因于复合材料良好的导电性，发达的层次孔结构，以及数量丰富的、具有电化学活性的含氧和含氮官能团。