沥青作为煤/石油化工的副产物,具有来源广泛、芳烃丰富及碳化收率高等优势,是制备高性能碳材料优异的碳质前驱体。其中,沥青衍生碳纳米纤维（CNFs）具有高的电导率、良好的柔韧性以及高的比表面积等优点,已成为碳材料制备和应用领域的研究焦点。然而,沥青差的溶剂溶解性和宽的分子量分布,导致静电纺丝法制备沥青衍生CNFs一直面临着巨大的挑战。因此,本论文以沥青与聚丙烯腈（PAN）共混物为前驱体,采用静电纺丝法制备沥青衍生纳米纤维（SNFs）,并经预氧化、碳化工艺制备了沥青衍生CNFs。重点对比研究了各向同性沥青（IP）和中间相沥青（MP）衍生CNFs的结构与性能差异;深入探究了MP各组分的静电纺丝行为及其纤维的预氧化和碳化历程;拓展研究了木质素（Lignin）添加对沥青衍生CNFs结构与性能的影响规律。研究表明沥青中脂肪组分占比过多促使SNFs预氧化急剧发生,然而占比过少会导致SNFs预氧化不充分,两者都难以维持SNFs纤维形貌。其中,MP的甲苯不溶-四氢呋喃可溶组分（TI-THFS）在制备良好纤维分布和优异性能的CNFs上展现出潜在优势。结论如下:（1）MP由高含量的芳香族分子和较丰富的脂肪组分组成,其衍生SNFs表现出缓慢且充分的预氧化行为,有效维持了SNFs纤维形貌,并展示出高比表面积(387m~2 g-1),以及显示出良好的导电导热性能。IP含有过多的脂肪族组分促使其衍生SNFs预氧化过程剧烈放热,且相应的CNFs纤维间黏结严重导致其性能较差。（2）正己烷不溶-甲苯可溶物（HI-TS）和TI-THFS均具有窄的分子量分布,表现出良好的纺丝性能。然而,四氢呋喃不溶物（THFI）宽的分子量分布和不溶性,导致相应的SNFs上存在许多串珠或节点。HI-TS含有最丰富脂肪族支链在预氧化过程中其SNFs表现出最快的氧化速率,导致了SNFs之间融合。芳香度过高的THFI在预氧化过程中表现出最低的氧化活性,导致其SNFs在随后的碳化过程中严重熔化和变形。同时TI-THFS衍生CNFs具有优异的纤维形貌和多孔结构特性、作为自支撑超级电容器电极材料,显示出一定的电化学性能(0.5 A g-1,167 F g-1)。（3）Lignin的添加可以降低SNFs的环化活化能,促进了其预氧化历程,形成了致密的三维纤维搭接结构,CNFs显示出更好的纤维薄膜柔韧性与更高的导电导热性能;而Lignin的添加反而降低了CNFs的孔隙结构,将其作为乙酸乙酯吸附材料和自支撑超级电容器电极材料时,性能反而降低。因此,本论文通过研究沥青的分子组成、结构以及分布在沥青衍生SNFs的制备及其预氧化、碳化的演变历程,阐明了沥青及其组分对其CNFs结构和性能的影响机制,为沥青衍生CNFs的调控制备和应用开发提供了一定的理论基础和技术支撑。