全球经济飞速发展的同时带来了严重的环境污染,获得更多纯净的淡水资源和利用可持续的清洁能源,以及高效的能量转换和储存技术,成为目前急切必要处理解决的问题。电吸附技术作为新开发的处理水的技术,同时也可以被用来开发新型价格低廉的高效电催化剂。本文主要包含两部分工作:1.以柠檬酸为碳源,首先和硝酸镁混合加热制备一种泡沫结构的螯合物作为前驱体,反应过程中产生的气体制造出丰富的开放孔结构,KOH以活化造孔剂的身份参与高温焙烧,合成出一种高度碳化的具备多层级孔分布(大孔、介孔和微孔)的多孔碳材料HPCs。电化学性能测试证明,最优化样品HPC-2在1 mol·L-1 NaCl里超电容性能很好,电容值为236.5 F·g-1,而且在10 A·g-1电流密度下仍能保持60%以上的电容量,优于目前大部分文献报道的中性电容器。不仅如此,在45 ppm的NaCl中HPC-2的电吸附容量达到28.76 mg·g-1,且循环稳定性很好,证明HPCs是一种可以运用于超电容和电吸附技术电极的优秀材料。2.以EDTA作为碳和氮的来源,KOH以活化造孔剂的身份参与混合研磨和高温焙烧,合成一种超电容和电吸附性能都很好的氮掺杂多孔碳材料NPC,再以NPC为载体,利用电吸附技术吸附CoCl2制备一种氧气还原反应性能优良并且成本低廉的新型电催化剂,同时还讨论了 CoCl2浓度以及二次煆烧温度等因素对新型催化剂性能的影响。另外,本文还研究了通过电吸附技术用其他非贵金属离子和碳材料制备的新型电催化剂的氧气还原反应性能。通过电吸附技术来制备电催化剂是一种非常新颖的方法,可以更好地实现催化剂的原子经济。