生物质是来源广泛、储量巨大且可再生的碳源,通过热化学处理将其合成具有高比表面积和高储能能力的电容炭是一种高附加值转化利用的方法。本文以萝卜作为一种廉价生物质前驱体,开展了通过热化学的方法制备三维立体碳气凝胶基电容炭的研究,并探索了电容炭表面化学性质及其赝电容特性修饰提升特性,形成了以萝卜为前驱体的碳气凝胶基电容炭的制备和调控。本文具体工作如下:（1）以萝卜为前驱体通过水热碳化和冷冻干燥制备三维立体碳气凝胶,提出Zn Cl2一步碳化活化制备多孔碳气凝胶基电容炭,并探究了活化温度对电容炭电容行为的影响,分析了Zn Cl2热化学处理的反应机理以及对材料本征特性产生的影响。结果表明在800°C反应温度下Zn Cl2碳化活化制备的多孔碳气凝胶具有1648.91 m~2 g-1的比表面积,且具有微孔-介孔交联的通道结构,这有利于其高的电容性能。在电流密度为1 A g-1时分别测得700°C、800°C、900°C三个反应温度下制备的电容炭样品的质量比电容为213、227、189 F g-1,且三个样品质量比电容的保持率在电流密度达到10 A g-1时分别为61%、78%、42%,这表明在800°C的活化温度下对碳气凝胶的碳结构蚀刻是最适合的,形成了有利于离子储存和快速传输的孔隙,使800°C反应温度下制备的电容炭样品在保持高双电层的同时具有良好的倍率性能。（2）研究提出了生物质合成多孔碳气凝胶,并基于生物质的高氧含量,通过在Zn Cl2碳化活化过程中引入NH4H2PO4定向调控热化学反应实现了碳气凝胶的N-O-P共掺杂。NH4H2PO4的引入在热处理过程中分解成氨气和磷酸与碳基体发生反应形成新的N、O、P基团,这些基团有的可以发生赝电容反应,有的可以改善电容炭的导电性和润湿性,此外磷酸的存在也优化了其孔隙结构分布,增加了微孔比表面积,从而对其电化学性能产生了多种有益的效果。合成的N-O-P共掺杂多孔碳气凝胶基电容炭在1 A g-1的电流密度下表现出352 F g-1的高质量比电容。此外,当电流密度从1 A g-1增加到10 A g-1情况下该样品仍旧表现出78%的高质量比电容保持率。在10,000次充放电循环中,该样品表现出优异的循环稳定性,只有小于10%的轻微电容损失。（3）研究提出采用二氧化碳做活化剂制备具有三维立体结构的多孔碳气凝胶,通过硝酸锰浸渍和低温热处理合成多孔碳气凝胶/Mn Ox复合材料。这种含有Mn Ox纳米颗粒的3D多孔碳气凝胶,由于Mn Ox纳米颗粒在碳气凝胶孔隙结构中均匀生长促进了部分无序的碳结构向类石墨碳转化,从而具有更高的导电性。探究了在不同硝酸锰浸渍量的情况下,经过相同的热化学处理过程所生成的锰氧化物种类和形态的差异以及对材料的结构和电容行为产生的影响。交联的3D多孔碳气凝胶结构和Mn Ox纳米颗粒的均匀生长分别可以发挥其双电层电容和赝电容储能能力,有利于碳气凝胶/Mn Ox复合材料作为超级电容器电极材料的电化学性能。在硝酸锰浸渍量为1.6 mmol时制备的样品在三电极体系中在1 A g-1的电流密度下达到557 F g-1的超高质量比电容,此外在双电极系统中,该样品在-1～1V宽电位窗口情况下,1 A g-1的低电流密度时依旧获得了447 F g-1的高质量比电容,此时其在248.23 Wh kg-1的能量密度下功率密度达到4786.44 W kg-1。