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生物质资源在我国有着极为广泛的分布,但大量的生物质资源未能得到有效利用,不仅造成了资源上的浪费,同时也带来了环境污染的问题。近年来,生物质炭化转化为活性炭技术因具有能量转换效率高、污染小与方便高效等独特优势,引起社会的广泛关注。生物质活性炭具有发达的孔隙结构,极高的比表面积,优良的电导率与物理化学性能稳定,因此在多个领域被广泛应用,如超级电容器电极材料与电催化材料等。本文以梧桐木屑为生物质原材料,采用化学活化法制备活性炭样品,通过对活性炭样品进行表征和筛选得到优化样,将优化后样品进行进一步的杂原子掺杂并在超级电容器电极材料和燃料电池电极材料上应用,所得结论如下:（1）以梧桐木屑为原料,氢氧化钾为活化剂,采取3组单因素实验,研究了活化温度、活化时间与碱料比3个工艺参数对梧桐木屑活性炭比表面积与比电容量的影响;最终得出最优制备条件为活化温度800℃,活化时间120min,碱料比为1∶3。此条件下的活性炭样品PC活性炭比表面积达到2498.1m2/g,总孔容为1.34cm3/g,平均孔径为2.23nm;在1A g-1的电流密度下比电容量达到了176.8F g-1,在20A g-1电流密度条件倍率性能为75.05%,经过10000次循环后,电容保有量为91.1%。得出PC具有优良的循环伏安性能、阻抗性能。（2）对PC进行进一步的钴氮元素掺杂提升材料的超级电容器性能,在成功引入了钴氮元素后获得了具有Co-Nx和Co-Cx活性位点的电极材料。其中的PC-Co N-2电极材料在1A g-1的条件下比电容量达到了330.2F g-1,在20 A g-1电流密度条件倍率性能为57.66%,经过10000次循环后,电容保有量为90.8%。最终得出PC-Co N-2电极材料拥有极其优异的阻抗性能、循环伏安性能与比电容,并且远远优于PC。（3）对PC进行进一步的铁氮元素掺杂提升氧化还原活性,获得的催化剂PC-Co N-2材料拥有良好的ORR（氧还原反应）活性(初始电位-0.03 V、半波电位-0.10V和极限电流4.2 m A cm-2)、耐甲醇性和稳定性,其电催化活性甚至超越了商用Pt/C电极材料。