1、近年來，由于生物質(zhì)材料可再生、成本低、對環(huán)境友好以及本身具備的獨特結構等優(yōu)點，所以，利用生物質(zhì)材料制備具有獨特結構且電化學性能優(yōu)越的多孔碳材料已經(jīng)得到國內(nèi)外許多科研工作者們的關注。本文以生物質(zhì)材料及其聚苯胺（PANI）復合材料為前驅(qū)體，進行高溫碳化和活化制備多孔碳材料，并詳細考察碳化和活化工藝對碳材料微觀形貌及電化學性能的影響；其次以多孔碳材料為載體，制備C/MnO2復合材料，考察超聲碳載體對C/MnO2復合材料微觀形貌及電化學性能的影

2、響；最后以多孔碳材料為負極，C/MnO2復合材料為正極，組裝非對稱超級電容器，通過采用掃描電子顯微鏡、透射電子顯微鏡、X-射線衍射、X-射線光電子能譜以及 N2吸脫附等測試對材料形貌和結構進行表征，通過循環(huán)伏安測試、恒流充放電、以及交流阻抗對材料進行電化學性能評估。具體研究內(nèi)容如下：
　　本文以生物質(zhì)材料香蒲（CP）為前軀體，制備不同形貌的碳材料，并詳細考察碳化、活化方式以及活化劑的用量對碳材料電化學性能的影響。結果表明：采用兩步

3、活化法，當活化劑（KOH）與CP碳化樣品的質(zhì)量比為1：1時，制備的多孔碳材料因其保持纖維管狀結構，具有更優(yōu)的電化學性能，在掃速為2 mV·s-1時，其比容量可達到250 F·g-1；采用一步活化法，當活化劑（KOH）與CP質(zhì)量比為1：1時，制備的多孔碳材料具有相互交聯(lián)多孔泡沫結構以及高的比表面積（1951 m2·g-1），顯示出優(yōu)良的電化學性能，在掃速為2 mV·s-1時，其比容量可達到336 F·g-1，經(jīng)5000次循環(huán)后，其容量保持

4、率為95％。
　　其次以生物質(zhì)材料細菌纖維素（BC）為基體，通過原位聚合法制備BC-PANI復合材料，經(jīng)過碳化和活化后制備多孔碳材料，并詳細考察了活化溫度、活化時間以及活化劑的用量對碳材料電化學性能的影響。結果表明：當活化劑（KOH）與BC-PANI碳化樣品質(zhì)量比為1：1時，制備的多孔碳材料具有獨特的纖維與N摻雜多孔碳納米片相互連接的結構，在掃速為2 mV·s-1時，其比容量可達到296 F·g-1，經(jīng)循環(huán)10000次后，其比容量

5、保持率為99%。
　　另外，采用碳化后BC-PANI為載體，通過水熱反應制備C/MnO2復合材料，考察超聲處理碳載體對復合材料微觀形貌及電化學性能的影響。結果表明：未經(jīng)超聲處理的碳載體制備的C/MnO2復合材料，由于具有3D納米花瓣棒狀結構，提高了MnO2和碳導電網(wǎng)絡之間的界面接觸，使其表現(xiàn)出更高的電化學性能，在掃速為2 mV·s-1時，其比容量可達到273 F·g-1。
　　最后，分別以多孔碳材料及其MnO2復合材料為負極