作为一种新型储能装置,超级电容器因具有功率密度高、循环寿命长以及充放电速率快等优点而引起广泛关注。介孔碳由于具有比表面积大、孔径适中且连续可调等优点,而成为超级电容器电极材料的研究热点。目前制备有序介孔碳的方法主要分为硬模板法和软模板法。其中硬模板法需要用到强腐蚀性试剂,而软模板法中普遍存在工艺步骤繁琐和制备周期较长等问题,这一定程度地限制了它们的应用。本论文选用简单快捷的一锅水煮方法制备有序介孔碳材料(OMC),该方法不需要腐蚀性试剂和大量有机溶剂,且具有绿色环保、安全无毒等优点。另外,一锅水煮方法不需要制备前驱体和热固化过程,反应聚合时间在24 h内,相较于传统溶剂挥发自组装(EISA)方法,整个实验周期缩短了一周左右。然而介孔碳直接作为电极材料仍然存在一些问题,如能量密度低、内阻值较大等,这严重限制了其在储能领域的应用。前人的研究表明,杂原子(N、S、P、B)和石墨烯的引入能有效改善介孔碳材料的电化学性能。因此,本文在一锅水煮制备OMC的基础上,通过引入不同含量氮元素和石墨烯的方法,研究氮掺杂和石墨烯复合对介孔碳材料结构和性能的影响,并致力于提高介孔碳材料的电化学性能。本文主要研究内容和结论如下:(1)采用简易的一锅水煮方法,以间苯二酚为碳源,F127为结构导向剂,1,3,5-三甲基苯为添加剂,六亚甲基四胺为pH缓冲剂和甲醛释放剂,氨水为催化剂,制备出OMC。它具有高度有序的二维六方结构和460.42 m2g-1的比表面积。该材料在碳化温度为800℃时具有最佳的电化学性能。具体表现为,在1Ag-1的电流密度下,OMC的比电容量为128.9 Fg-1,略高于同软模板剂的EISA法(100.0 F g-1)和水热法(80-124 F g-1)。(2)通过间氨基苯酚部分替代间苯二酚制备不同氮含量的含氮有序介孔碳材料(NMC-x)。其中NMC-100依然具有二维六方结构,它的比表面积可达790.89 m2g-1。通过多种测试手段分析结果表明,氮掺杂有利于提高材料的浸润性和导电性(OMC 的电导率为 1.106±0.054 S m-1,NMC-100 的电导率为 4.338±0.25 S m-1),降低材料内阻,进而改善材料的电化学性能。而且随着氮含量的增加(≤4.59 at%),材料的比电容量呈现单向递增趋势。在1 Ag-1的电流密度下,NMC-100的比电容量最高可达223.2 F g-1。(3)通过引入不同含量的磺酸化石墨烯与NMC最佳组分进行复合的方法,制备不同含量的磺酸化石墨烯/含氮有序介孔碳复合材料(SG/NMC-y)。结果表明加入磺酸化石墨烯有助于提高材料的比表面积和导电性能,其中SG/NMC-0.12的比表面积可达1039.65 m2g-1,它的电导率可达7.988±0.885 Sm-1,均高于无石墨烯组份。电化学测试分析表明,随着磺酸化石墨烯含量的增加,材料的比电容量呈现先逐渐增大,达到一定量后开始减小的规律。在1Ag-1的电流密度下,最优组份SG/NMC-0.12的比电容量可达304.2Fg-1。这些结果说明通过一锅水煮方法合成的介孔碳材料具有良好的储能性能。该方法非常适用于工业化生产超级电容器电极材料。在今后的工作中,可以选用其它高水溶性的碳源或氮源,结合不同软模板剂、催化剂和磺酸化石墨烯,探索更多不同的介孔碳材料,以获得性能更加优越的超级电容器电极材料。