介孔碳材料拥有高的比表面积、大的孔容以及独特的有机骨架,可通过功能化来提高其性能,使得其在吸附、分离、催化、储氢领域、燃料电池、锂离子电池、生物、药物传输与缓释方面、光电等各个领域应用广泛。本论文制备了杂原子二元掺杂介孔碳材料,通过X射线衍射(XRD),透射电镜(TEM),比表面积测试仪和X射线光电子能谱仪等对材料的形貌特征、表面化学组成和比表面积对所制备的材料进行了表征。采用循环伏安法(CV),恒流充放电法(GC)、交流阻抗法(EIS)等电化学测试技术等对其电容性能进行了系统评估。(1)制备出KOH活化的氮硫共掺杂有序介孔碳材料并研究其电化学性能以SBA-15为模板,吡咯为氮源,浓硫酸为催化剂,采用纳米铸型和高温热解技术制备氮硫共掺杂有序介孔碳材料,然后对其进行KOH活化。利用XRD、N2吸脱附等分析测试方法表征材料的结构,通过电化学测试方法研究所制备KOH活化氮硫共掺杂有序介孔碳材料的电容性能,并与未活化之前的材料进行了比较。结果表明,活化后得到的碳材料具有丰富的微孔孔容,活化后比表面积、总孔容最大分别达到2056 m2/g、1.03 cm3/g,当电流密度为1 A/g时,活化后材料的比电容最高达375 F/g,为未活化有序介孔碳材料的195%。(2)研究氮硫共掺杂有序介孔碳材料的吸附性能,进一步制备了镍氧化物/氮硫共掺杂有序介孔碳复合电极材料,并研究其电化学性能氮硫共掺杂有序介孔碳材对废水中Ni2+表现出优异的吸附性能,在最优条件下,饱和吸附量达105.26 mg/g。其吸附过程符合Langmuir等温吸附模型,吸附动力学符合准二级动力学方程。吸附后产物加入氨水后经过进一步的热处理后获得的电极材料在0.25 A/g电流密度下比电容可达332 F/g,具有潜在的应用价值,达到了废物循环再利用的目的。(3)制备磷硫共掺杂介孔碳材料并考察其电化学性能以SBA-15为模板,植酸为前驱体,浓硫酸为硫源和催化剂,通过硬模板法制备出新型磷硫共掺杂介孔碳材料。通过XRD、TEM、XPS等对材料的形貌特征、表面化学组成和比表面积对所制备的材料进行了表征。其结果表明,所制备磷硫共掺杂介孔碳材料除了部分复制模板的介孔孔道,还具有高比表面积和大孔容的优点。随制备条件不同,其比表面积在883~2276 m2/g之间,平均孔径在6.24~7.69nm,孔体积在1.7~3.95 cm3/g。随着热解温度的提高,其磷掺杂量逐步提高,900℃下获得的样品磷含量达1.88 at.%,同时其硫掺杂量最高可达1.23 at.%。P原子取代碳原子进入了碳骨架,主要以P-C、P-O键的形式存在。在0.5 A/g电流密度为下,所制备磷硫共掺杂介孔碳材料的比电容最高达250 F/g,并且当电流密度小于10 A/g时,随着电流密度的增加,其比电容基本保持不变,说明该材料具有优异的倍率性能和大电流充放电性能,是理想的超级电容器电极材料。(4)制备磷掺杂有序介孔碳材料并考察其电化学性能以SBA-15为模板,糠醇为碳源、植酸为磷源,通过硬模板制备出磷掺杂有序介孔碳材料。分别通过X射线衍射(XRD),透射电镜(TEM),比表面积测试仪和X射线光电子能谱仪等对材料的形貌特征、表面化学组成和比表面积进行了表征。采用循环伏安法(CV),恒流充放电法(GC)、交流阻抗法(EIS)等电化学测试方法对表征材料的电化学性能。随着制备材料的不同,材料的比表面积在242~692 m2/g之间,平均孔径在3.26~5.82 nm之间,孔体积在0.35~0.67 cm3/g之间,随着热解温度的升高,磷掺杂量介于0.56~1.06 at.%之间。在0.5 A/g电流密度下,电极材料比电容最高达到123.2 F/g。