随着环境污染的加剧和人口数量的激增,水资源匮乏已经成为人类面临的严峻问题。因此,将丰富的海水、苦咸水转化为淡水是实现水资源开源增量,解决水资源危机的重要途径。目前,淡化技术主要包括反渗透、膜淡化、电渗析、低温多效蒸馏和多级闪蒸等技术,但是这些技术存在能量消耗大、易产生二次污染、设备维护成本高等缺点。电容去离子（CDI）技术作为一种新型的电脱盐技术,因具有能耗低、环境友好、效率高等优点而受到研究者广泛的关注。电极材料作为CDI技术的核心部件,其性能对于提高CDI系统的脱盐能力起到至关重要的作用。因此,寻求吸附容量大、吸附速率快、能量消耗低的电极材料是CDI技术亟待解决的关键技术难题。本论文以新疆储量丰富的煤炭资源为原料,以调控炭材料的孔结构和组成为出发点,设计和制备了系列多孔炭材料,系统的研究了样品的形貌、组成和结构与其CDI性能之间的关系,为高性能CDI电极材料的设计和制备提供了新思路。本论文的主要研究内容和取得的研究结果如下:（1）通过溶胶凝胶法-活化法制备煤基分级多孔炭（HPC）,研究了活化剂用量对HPC形貌、结构和CDI性能的影响。研究结果表明,KOH活化后所得HPC具有三维互通的分级孔结构,其比表面积和总孔体积分别达到了2168 m2 g-1和1.079 cm3g-1,较大的比表面积为离子吸附提供了丰富的吸附位点;三维互通的孔道结构和高介孔比率,为离子的传输提供了快速通道;高的杂原子含量使样品具有良好的润湿性。通过组成和结构的协同增效,使得样品HPC1.5:1的脱盐容量高达21.56 mg g-1,并表现出良好的脱盐速率和循环稳定性能。（2）以二茂铁作为造孔剂,以煤基石墨烯量子点为原料,通过静电纺丝法制备了有效比表面积较大的介孔炭纳米纤维织物（MCNF）。MCNF良好的机械性能使其可直接作为过滤膜对含沙模拟苦咸水进行过滤,其通量最高可达2960 L m-2 h-1。得益于丰富的边缘位点和强极性表面,MCNF具有良好的亲水性。通过调节二茂铁的添加量,可实现对样品比表面积和微介孔体积的调控,在最佳制备条件下,样品MCNF-5的比表面积和介孔体积分别达到了922 m2g-1和0.32 cm3g-1,其在500 mg L-1的Na Cl溶液中的脱盐容量为19.34 mg g-1,并且脱盐量与孔径大于0.65 nm的累积比表面积呈线性关系。（3）通过在电纺纤维上原位生长金属有机框架（ZIF-8）纳米片,构建了炭纳米纤维@多孔炭纳米片的核壳结构复合材料(CNFZIF)。电纺纤维中,煤基石墨烯量子点的加入为ZIF-8的原位生长提供了丰富的锚点,有效避免了ZIF-8在生长过程中的团聚,使得ZIF-8衍生纳米炭片具有发达的微、介孔结构和缺陷,这为离子吸附提供了大量的吸附位点并有效降低了离子的传输阻力。同时,ZIF-8衍生的炭纳米片具有高的氮含量,能够有效地改善样品的表面润湿性和提高样品的电化学性能。样品CNFZIF-10在500 mg L-1 Na Cl溶液中的脱盐量和脱盐速率分别达到了16.89 mg g-1和1.82 mg g-1 min-1,并且在20次循环后仍显示出良好的脱盐能力。此外,在500 mg L-1的KCl,CaCl2和MgCl2溶液中,CNFZIF-10的脱盐量分别达到了20.53 mg g-1,18.25 mg g-1和17.58 mg g-1。