当前社会人们对于超级电容器和微波吸收的关注日益增加,在这些研究中材料是获得优异性能的核心。碳材料具有来源多样化及结构稳定等优点,被广泛地应用在机械、电子、航空和化工等诸多领域。然而碳材料普遍存在固有电容性能差及微波吸收机制单一的缺点,本论文针对这些问题,采用材料复合、改性等方法制备了多种新型的高性能碳基材料,并探究其在超级电容器和微波吸收领域中的应用潜力。近年来,便携式设备的快速发展极大地刺激了人们对柔性超级电容器的需求,而组装柔性电容器的关键在于研制高性能、柔韧性好的电极材料。一维碳纤维由于其高导电性及柔韧性受到研究者的广泛关注。本论文通过对预氧化聚丙烯腈布（PPC）进行退火处理及常温酸刻蚀,得到了含氧基团改性的氮掺杂的碳纤维布（ONCC）。实验结果表明,通过改变退火温度,可以控制碳纤维中氮的含量。性能测试表明,在950oC退火和常温酸刻蚀60分钟条件下制备的PPC,当电流密度为1 mA cm^-2时,面积比电容高达1385 mF cm^-2、质量比电容为294.7 F g^-1,并具有极好的循环稳定性。此外,由ONCC组装的柔性超级电容器在功率密度为50.1μW cm^-2(10.2 W kg^-1)时仍然具有19.8μWh cm^-2(4.03 Wh kg^-1)的高能量密度。而且在不同弯曲条件下,柔性电容器仍然可以保持优良的电容性能。除了一维碳纤维,石墨烯作为一种热门二维碳基材料也被广泛应用于超级电容器领域。通常,将石墨烯与过渡金属硫化物纳米颗粒结合在一起,可以获得高性能电池型电极材料。然而,过渡金属硫化物纳米颗粒与石墨烯片之间的界面存在接触不良的问题,这往往会导致电极材料的电容和稳定性受损。为了解决这一问题,本工作通过引入植酸生物小分子,促进了镍、钴离子在氧化石墨烯上的成核生长,使硫化钴镍纳米颗粒（NiCo₂S₄）牢牢固定在磷酸基团改性的还原氧化石墨烯（PRGO）薄片上。此外,添加植酸后,镍-钴前驱体的形貌从纳米片改变为纳米颗粒。通过三电极电化学性能测试,在6M KOH电解液中,制备的NiCo₂S₄/PRGO复合材料在2 A g^-1的电流密度下表现出高的比电容(1090 F g^-1),优良的倍率性能和循环稳定性。此外,本论文以NiCo₂S₄/PRGO复合材料为正极,活性炭为负极制备了混合超级电容器器件,当功率密度为446.5 W kg^-1时,其能量密度为27.5 Wh kg^-1。实验结果表明,植酸的加入会大大增强硫化钴镍与石墨烯之间的结合力,获得高的电极材料/电解液接触面积,良好的电解液浸润性,使得材料拥有优异的电化学性能。石墨烯碳基材料除了在能源存储领域具有巨大应用前景,近年来在电磁屏蔽及吸收领域中也被广泛研究。然而,石墨烯碳基材料单一的介电损耗和非磁性等特性很难达到微波吸收材料应具备的强吸收、宽频带等要求。本工作中利用钠跟乙醇的溶剂热和热解过程制备了三维多孔石墨烯,测试表明,在9.8 GHz的频率下材料的最小反射损失（RL）值达到-48 dB。为了进一步增强磁性损耗,进而提高阻抗匹配,采用原位沉淀法将四氧化三铁纳米粒子（¹0 nm）均匀沉积在多孔石墨烯表面,合成了多孔石墨烯-四氧化三铁（PG-Fe₃O₄）复合材料。结果表明,制备的PG-Fe₃O₄复合材料具有优异的微波吸收性能,在5.4 GHz时RL最小值可以达到-53.0 dB,厚度为6.1 mm。吸收小于-10 dB的RL的吸收带宽为12.6¹8.0 GHz,薄层厚度为2.7 mm。PG-Fe₃O₄复合材料优异微波吸收性能是阻抗匹配、多孔结构和多极化共同作用的结果。