人类对能源的开发随着社会的进步需求越来越大,现在大量使用的化石能源有着污染环境、储量降低、使用效率低下等缺点。新型能源及储能容器是现阶段研究的重要课题之一。电能能源经济、实用、环保,广泛应用在工业和生活中,超级电容器和燃料电池两种器件都有着优异的应用前景。超级电容器有着容量大、使用环保等特点受到了科研工作者的青睐。燃料电池是一种将持续供给的燃料和氧化剂中的化学能连续不断地直接转化为电能的装置。它与普通电池的区别是只要供给燃料和氧化物就能持续发电。在超级电容器和燃料电池的材料中,碳材料有着良好的导电性,优异的耐热性和耐化学性诸多优点。比表面积是碳电极材料的重要因素,比表面积越高,电容器中越容易存储更多的电荷。介孔碳材料拥有着优良的比表面积。目前合成碳材料的方式有很多,但是用比较简单的合成方法来合成形状规则的、孔道可控的、分散性良好的球形介孔碳材料仍然有着巨大的科研意义。本文采用一锅法的实验方法,运用了硬模板法的合成思路,节省了中间反应等繁杂步骤,快速简便地合成了具有均一孔径、形貌良好、分散性优良的球形介孔碳材料,探究了催化剂用量、模板剂用量、碳源种类、碳化温度等条件对材料的影响。然后进行了循环伏安曲线,恒电流充放电曲线等电化学测试,来证实材料在超级电容器方向上的应用前景。具体工作如下:1.一锅法合成球形介孔碳材料,以硫酸为催化剂,蔗糖为碳源,成功合成了颗粒分散性良好的球形介孔碳材料,材料具有着优良的比表面积(346.1 m2/g)、大孔隙率(0.49 cm3/g)、均一的孔径(4nm,13 nm)。2.催化剂在介孔合成的形貌上有着巨大的作用,分别使用了不同剂量的催化剂,催化剂过高或者过低都会使材料的性质降低。3.模板剂控制着孔道的形成,分别使用了不用剂量的硅溶胶模板剂模板剂的尺寸决定着孔道的尺寸(11 nm),在改变了模板剂用量后,孔道形成难度的差异也会对孔道产生了影响。4.碳源的选择。选择了蔗糖、葡萄糖、木糖、果糖四种碳源作为前驱体。蔗糖作为碳源时效果最好,颗粒规则均一、分散性良好、比表面积大(616 m2/g)、孔容积大(0.58 cm3/g)。5.碳化温度的调整,探究了碳化温度(700℃、800℃、900℃)对材料的影响。在前驱体碳化过程中会产生一些小尺寸的介孔,会对孔容孔径产生影响。900℃是最合适的碳化温度。6.对上述样品进行了循环伏安曲线测试、恒电流充放电测试、交流阻抗测试等电化学测试。经计算后材料的比电容为445.3 F/g,说明材料具有优良的电容容量。在材料比表面积小时(130 m3/g)比电容计算为108.3 F/g,证明了材料具有一定的电化学优异性且比表面积越大的材料电化学性质越优良。