针对超级电容电极材料的开发,本论文聚焦于废弃物衍生碳基复合材料的制备,并探索了在超级电容中的性能。选取了生物质废弃物甘蔗渣和工业废弃物含氧化石墨烯废液,通过水热等方法制备得到了碳基复合材料,对所制备的材料进行了形貌、结构表征和电化学性能测试。初步探讨了材料的结构和电化学性能的关系。具体研究如下:1、首先,针对生物质废弃物甘蔗渣,通过简便的水热法,利用甘蔗渣制备了多孔碳,表征了其形貌结构,并且制备成电极研究其作为超级电容和锂离子电池电极材料的电化学性能,探讨了其分级多孔结构与电化学性能的关系。制备的多孔碳不仅继承了甘蔗渣天然的骨架结构,而且实现了氮、硫元素的共掺杂。甘蔗渣经过水热以及活化后不仅保持了其天然的三维骨架结构,而且产生了从超微孔到大孔的分级多孔结构,表现出超高的比表面积,掺杂的分级多孔碳的比表面积高达2419 m~2 g-1。水热过程中硫脲的加入,成功地实现了一步掺杂氮和硫两种元素,其中N和S含量为10.3 wt%和13.9 wt%。这种掺杂的多孔碳作为超级电容器和锂离子电池的电极材料表现出优异的储能性能。作为超级电容电极,其在6M KOH电解质中具有312 F g-1的比电容。作为电池负极,其在100 m A g-1下显示出621 m Ah g-1的容量,并且在1000 m A g-1下容量保持在310 m Ah g-1。其独特的分级多孔结构显示了优异的倍率性能和极好的循环稳定性。分级多孔结构和共掺杂对电化学性能提升的作用在于:（1）三维分级多孔结构具有很高的比表面积能够缩短离子扩散距离,并且能提供足够大的电极/电解质界面以实现快速的电荷转移;（2）稳定的骨架结构有效地缓冲了电荷放电过程中电活性材料的体积膨胀,管状壁和交错的孔道可作为电子传输的通道,增加了材料结构的稳定性;（3）共掺杂改善了导电性,在快速或长时间充放电过程中使电子能够实现快速地转移,大大提高了循环稳定性。2、其次,针对工业废弃物含氧化石墨烯的废液,通过Zn O胶体的絮凝沉淀作用来回收石墨烯废液,进一步通过水热处理絮凝产物得到石墨烯/氧化锌复合材料（r GO/Zn O）,初步探讨了这种碳基复合材料在超级电容中的应用。结果表明,当含氧化石墨烯的废液与Zn O胶体混合时会变成絮凝物。即使浓度仅为0.1%的Zn O胶体对氧化石墨烯仍具有有效的絮凝效果。通过形貌表征可知生成的Zn O纳米棒不仅在石墨烯片层结构上均匀分布而且在r GO片层之间自组装形成周期有序结构;Zn O纳米棒的生成有效防止了石墨烯片层结构的堆叠且增大了材料的比表面积。作为超级电容的电极材料的电化学测试表明,该材料比容量高达175 F g-1,具有优异的倍率性能和循环稳定性,在5000次循环后,电极的电容保持初始值的89.6%。表明回收的石墨烯废液有望在超级电容器储能领域进行再利用。