碳纳米材料由于良好的导电性、高比表面积和低廉的成本已经被广泛应用于电化学储能领域。由于电极材料在根本上决定了储能器件的性能,因此研发具有理想性质的电极材料成为了科研工作者的重点任务。一步碳化法制备具有高比表面积的多孔碳材料可以缩短工艺流程、降低制备成本,是未来发展重点。本论文针对目前普遍存在的制备多孔碳材料存在的问题,考察了生物质和含碱金属分子有机盐热处理过程中孔的形成机制和对孔结构的调控,为多孔碳材料的制备和应用研究提供基础。对于分析多孔碳材料的孔结构和电化学性能之间的关系具有重要的理论研究意义和实际应用价值。针对生物质不同器官碳化得到的多孔碳材料的明显差异,实验使用三种常见的生物质:荷叶、芹菜和莴苣作为前驱体,将其茎与叶分开碳化并分析。实验结果证明,S-carbon的比表面积为1610m²g^-1而相同条件下L-carbon的比表面积只有1039m²g^-1。不仅如此,S-carbon在6M KOH电解液中的电容为174Fg^-1而L-carbon只有152Fg^-1。实验说明生物质器官不同功能不同,所含碱金属分子含量不同,所以得到的生物质碳材料有明显差异。同时在没有任何额外活化的情况下,CS-carbon的比表面积可以高达2194m²g^-1,完全可以媲美市售的商业化碳材料。这个结果证明一步碳化法制备具有高比表面积的多孔碳材料是可行的。通过碳化多种含碱金属分子的有机盐,进一步证明一步碳化法制备高比表面积的多孔碳材料是可以实现工业化、商业化的。EDTA-2K在碳化温度为850℃碳化时间为3h的条件下得到的碳材料的比表面积高达3411m²g^-1。不仅如此,EDTA-2K作为碳材料前驱体对碳化的温度和时间等条件不是很敏感,在非常广的范围内得到的碳材料的比表面积都大于3000m²g^-1,使得这种材料可以适用于工业大生产。在6M KOH电解液中,HSACS在电流密度为0.2Ag^-1时,电容值为281.5Fg^-1,在电流密度为20Ag^-1时,电容值为216Fg^-1,电流密度增加100倍,HSACS仍然有可以保持76.7%的电容值。不仅如此,HSACS在2M Li₂SO₄水系电解液和有机电解液中都表现出优秀的性质。