应用于超级电容器的常规碳电极材料通常具有较高的BET比表面积和发达的孔道结构,而近年来的研究表明以生物质或含氮有机聚合物为前驱体制备的碳材料,虽然具有较低的BET比表面积(<100 m² g^-1),其面积比电容却高达100¹000μF cm^-2,这种反常的高面积比电容现象无法用常规的赝电容储能机理进行解释。为了研究这类碳材料的超电容储能机理,分别以紫菜、三聚氰胺甲醛树脂和聚苯胺为碳源,采用直接碳化法制备了低BET比表面积的碳材料;通过进一步的氢气热处理,调控碳材料表面的杂元素含量。结合系统的孔结构表征和电化学分析测试,研究这类碳材料的超电容储能机理。研究表明,这类低BET比表面积碳材料具有丰富的极微孔（<0.4 nm）,会限制具有较大分子动力学尺寸的氮气和氩气的进入,因此由这两种气体测试所得的BET比表面积较低;而采用具有较小分子动力学尺寸的二氧化碳进行孔结构分析时,由于测试温度和压力相比于氮气或氩气测试时高,可使得这些二氧化碳分子进入到上述极微孔结构中,从而得到较高的微孔比表面积。通过对比不同吸附气体测得的孔道尺寸大小与电解液离子尺寸大小可知,采用二氧化碳测得的微孔比表面大小更接近碳电极材料实际发生电化学储能时的电解液/电极材料界面大小。这类碳材料的储能机理主要为极微孔主导的双电层储能,而杂原子所引入的赝电容对总电容的贡献不足15%。采用可溶性的钠盐如氯化钠、硫酸钠和磷酸钠为模板,结合冷冻干燥的手段,制备了富含微孔和大孔结构的多孔碳材料,碳前驱体经碳化以后,无需使用有毒化学品如强酸或强碱来移除无机盐模板,仅使用去离子水即可,该实验材料制备过程为绿色可持续。采用磷酸钠为模板时,制备的碳材料在元素组成上与氯化钠模板碳相比差别不大,主要组成元素为碳、氧;采用硫酸钠为模板时,制备的碳材料中则有硫元素掺杂,并且其孔结构比氯化钠或磷酸钠为模板时更发达。无机盐模版法还可用于制备氮掺杂的碳材料:以氯化钠为模板时,可通过在氯化钠/葡萄糖体系中直接引入氮源——氯化铵实现,或者通过直接使用含氮有机小分子——多巴胺来实现。以硫酸钠为硫源及模板剂,通过引入含氮有机小分子碳源为前驱体,经过冷冻干燥及后续碳化的方法可制备出硫、氮双元素掺杂碳材料。系统的孔结构分析表明,600^oC直接碳化制备的多巴胺基碳材料具有相对较高的BET比表面积,经800 ^oC热处理后,硫氧元素以硫氧化物形式脱除的同时,也与碳元素发生反应,从而产生更多的微孔,使得材料的比表面积得到进一步提高。当硫氮双掺杂碳材料用作超级电容器电极材料时,表现出良好的电化学电容性能。