生物质材料作为可持续碳源,因其来源广、廉价、绿色等优点受到研究者的青睐。电极材料是超级电容器的主体部分,决定着它的电化学性能。生物质炭材料因其可调控的孔隙结构以及丰富的杂原子种类被应用到储能领域。本文以生物质为原料,制备出高比表面积的氮、氧共掺杂多孔炭材料。以槐树叶为碳源,采用高温炭化、水热炭化两种炭化方法对原料进行处理,然后进行NaOH活化,通过改变活化剂与炭前驱体的比例制备得到高比表面积的氮、氧共掺杂电容炭。测试发现水热法可以更好地保留原料的骨架结构,形成独特的大孔结构,经过活化制备得到分级孔炭;相比于炭化活化制备出的微孔结构,分级孔结构更有益于材料的倍率性能以及在电解液的浸润性,制备的电极材料表现出较高的比容量和较好的倍率性能。经过水热法制备得到的炭材料比表面积最高为2061 m2 g-1,氮、氧含量最高分别为3.36 at%和10.71 at%。在活化剂与炭前驱体的质量比为3:1制备的炭材料在6 mol L-1 KOH电解液中的比容量为316 F g-1,电流密度增加300倍到30 A g-1时比容量依然有239 F g-1,容量保持率为75.6%。以桑树叶作为碳源,通过水热法预炭化、NaOH为活化剂进行高温活化制备出高比表面积的氮、氧共掺杂电容炭。水热法最大程度地保持了材料本身的结构,比表面积随活化剂添加量增多而逐渐增加,最高为2662 m2 g-1,氮、氧含量最高分别为4.28 at%和12.20 at%。活化剂与炭前驱体的质量比为3:1制备的炭材料在6 mol L-1 KOH电解液中具有最高的比容量330 F g-1,电流密度增加300倍到30 Ag-1后,容量仍有76%的保持率。选用具有类球形的生物质酵母粉作为原料,NaOH作为活化剂进行高温炭化活化制备出高比表面积的氮、氧共掺杂电容炭。通过结合测试结果,发现比表面积和杂原子含量都密切地影响着材料的电化学性能。比表面积和孔径随活化剂比例的提高而变大,电化学性能并不随之持续改善;杂原子在为体系提供赝电容以及改善电解液浸润性的同时也会降低材料的电导率,尤其是氧原子,因此氮原子和适量的氧原子有益于提升材料的电容性能。碱炭比为3:1制备的炭材料的比表面积高达3335 m2 g-1。随碱炭比增大,炭材料的比容量出现先升后降的趋势,在比值为1.5:1时,材料的比容量最高达到了 368 F g-1,电流密度由0.1 A g-1增加到30 A g-1时的容量保持率为72%;在电流密度为5 Ag-1时,10000次循环后比容量保持率为89%。选取酵母粉作为碳源,利用纳米ZnO的模板与活化作用,一步法炭化活化制备得到高比表面积的氮、氧共掺杂分级孔炭。热重分析表明,纳米ZnO在700 ℃以下主要以占位造孔为主,在700 ℃～850 ℃范围内与材料发生活化反应。随着活化温度升高,材料的比表面积不断增大(最大为2113 m2 g-1),氮含量(最高为6.90 at%)不断下降,氧含量先降后升,在850 ℃时最高(达到9.62 at%)。同时发现材料具有优良的倍率性能,在活化温度为850 ℃时,材料的比容量为188Fg-1,当电流密度增加1500倍到150Ag-1后,比容量仍然有21%的保持率。另外,9000次长循环后的容量保持率为99.5%,具有优异的长循环稳定性。