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超级电容器由于功率密度高、循环寿命长等优点,在混合动力汽车、电网储能以及国防装备等领域具有广泛的应用。然而,与二次电池相比,超级电容器的能量密度要低几个数量级,这种储能特性方面的劣势限制了其进一步发展。因此,在保持超级电容器固有性能优势的前提下,提高其能量密度具有重要的研究意义。其中,共价有机框架（Covalent Organic Frameworks,COFs）是一类由轻质元素（H、B、C、N、O等）组成的新兴多孔聚合物。相比于其它无机材料,COFs具有高度有序的排列骨架和优异的化学稳定性。此外,研究者们可以通过改变COFs构筑单元实现不同功能COFs材料的设计。尽管COFs材料表现出了明显的结构优势,但大部分COFs微观无定形且固有电导率较低,导致其储能潜力难以发挥。鉴于此,通过调配反应溶剂比例并对COFs成核过程施加外力,本论文实现了COFs微观形貌的精确调控。与此同时,为了充分发挥蒽醌基COFs的储能性能,我们通过两种合成策略（共价功能化和非共价功能化）将COFs与不同类型的碳基材料（石墨烯和多壁碳纳米管）进行了结合。主要内容概述如下:（1）COFs的形成主要基于动态共价可逆反应。因此为了获得高结晶度的COFs材料,反应过程中精确调节热力学/动力学参数（例如反应压力、反应温度、反应溶剂配比和材料的生长速率等）具有重要的意义。这部分中,我们首先通过改变反应溶剂配比调控COFs的结晶速率,制备得到大小均匀的大丽花形貌COFs（COFs-F）。此外,我们加入研磨步骤干预COFs成核过程。该策略可为COFs共轭π平面沿Z轴堆叠施加一定的压力。上述产物经溶剂热反应后,显示出具有高结晶度的棒簇形貌COFs（COFs-R）。对两种材料（COFs-F和COFs-R）进行电化学相关测试可知:COFs-F独特的分层结构使材料表现出较大的比电容。由于层间作用力较强,COFs-R材料具有良好的循环稳定性和较高的电容贡献率。此外,可根据密度泛函理论计算得到COFs-R具有较低的能带间隙和良好的电子传输性能。（2）由于COFs材料宏观电导率远低于储能材料的实际标准(<<10-1 S m-1),导致其在超级电容器中的应用受到限制。因此,在这部分工作中我们选择氨基多壁碳纳米管（NH2-CNTs）作为导电基底。其中,碳纳米管表面接枝的氨基官能团作为COFs的共价锚定位点,可用于制备电化学性能提升的复合电极材料COFs-C-CNTs。在三电极体系测试中,复合材料COFs-C-CNTs的比电容为211 F g-1,是单纯的蒽醌基COFs的10倍。以COFs-C-CNTs和石墨烯水凝胶（GH）组装非对称型超级电容器COFs-C-CNTs//GH。当池电压为1.7V时,COFs-C-CNTs//GH在功率密度为0.85 kW kg-1时,能量密度可达到13.1 Wh kg-1。（3）共价功能化可以为复合材料更提供牢固的连接方式。然而,反应过程中导电基底的sp2碳原子往往会产生缺陷位点,导致复合材料导电性降低。本部分中,我们不破坏石墨烯原有的π共轭系统的基础上,利用非共价策略将COFs修饰在石墨烯片层表面。电化学测试表明,当扫速为5 mV s-1时rGO-COFs比电容为335 F g-1,是纯蒽醌基COFs的26倍。以rGO-COFs和活性炭（AC）分别作为负极和正极,组装非对称型超级电容器rGO-COFs//AC（测试电压为0-1.6V）。当功率密度为0.8 kW kg-1时,电容器的能量密度可达15.4 Wh kg-1。