碳基超级电容器是一种通过在多孔电极表面吸附来自电解质的离子来存储电能的电化学装置。长期以来,碳材料的比表面积和孔径分布被认为是影响碳基超级电容器性能的主要因素。其中,微孔乃至超微孔的存在可以大大优化材料的孔结构特性,提升单位比表面积的电容。因此,有必要对微孔碳乃至超微孔碳进行系统的研究以丰富现有的研究成果。然而,迄今为止,超微孔纳米碳材料的制备以及孔结构调控策略仍然是极其有限的,对超微孔碳的电化学行为以及其与孔结构关系的研究也因此受到限制。基于此,我们提出采用互穿聚合物网络炭化法制备孔径可控的超微孔碳。本文主要针对超微孔碳材料的合成问题,提出采用互穿聚合物网络炭化法制备孔径可控的超微孔碳材料,测定了其比表面积、孔径分布以及元素分布等参数,并做为碳基超级电容器电极材料,研究了其孔结构特征与电化学性能（比容量、倍率性能、循环稳定性以及电化学阻抗等）之间的相互关系。并进一步证明了互穿聚合物炭化法在超微孔碳的制备和孔径控制方面的优势。此外,通过调节聚合物网络的相对含量,调控了超微孔碳的孔隙率,并着重分析了孔隙率的变化对孔结构的其他参数的影响以及由此导致的电化学性能的变化,对这些实验结果从聚合物的结构设计、工艺参数、孔结构特征以及电化学性能方面进行了系统的分析研究,阐明了其相互关系,给出了科学合理的解释。主要研究内容和研究结果如下:一、以三聚氰胺、甲醛水溶液、聚丙烯酸钠和氢氧化钠为原料,通过通过两步水浴加热合成三聚氰胺甲醛树脂/聚丙烯酸钠互穿聚合物网络（melamine formaldehyde resin/sodium polyacrylate interpenetrating polymer networks,MF/PAAS IPNs）,以此为前驱体制备了孔径尺寸为以约0.6 nm的超微孔碳为主的多孔碳材料。通过对比其与MF/PAAS共混物以及MF衍生的多孔碳在孔结构参数以及电化学性能方面的区别,突出了超微孔碳结构与性能的优势。所得超微孔碳孔道之间相互贯通,这样的纳米结构有利于为电解质离子提供更多的电活性位点,并能有效的缩短电解质离子的传输距离,有效提升了材料整体的电化学反应动力学,从而表现出优异的电化学性能:在0.5 A g^-1的电流密度下比容量为268F g^-1,电流密度从0.5 A g^-1增大到10 A g^-1时,倍率保持率为79.5%,并且在6 A g^-1的电流密度下经过10,000次循环后,容量为时原始比容量的96%。另外,从动力学分析过程来看,表面电容效应占主导地位,达到85.4%。作为一种对称性器件,它在1 mol L^-1 Na₂SO₄中的最大功率密度和能量密度分别为18 kW kg^-1和17.13 Wh kg^-1,表现出优异的电化学性能。二、为了验证所得结论以及对超微孔碳材料的孔隙率进行调控,尝试以提纯苯胺、甲醛溶液、聚丙烯酸钠以及氢氧化钠为原料,通过两步脱水缩合反应,将苯胺甲醛预聚物引入聚丙烯酸钠网络内部,并进一步反应合成苯胺甲醛树脂/聚丙烯酸钠互穿聚合物网络（aniline formaldehyde resin/sodium polyacrylate interpenetrating polymer networks,AF/PAAS IPNs）,经过高温炭化,获得孔径可控的超微孔碳。首先通过对比法探究了AF/PAAS IPNs、AF/PAAS共混物以及AF树脂衍生的多孔碳的孔结构以及电化学行为的区别,揭示了其优异的性能与孔结构之间的内在联系。其次,通过调节AF的相对含量,对超微孔碳的孔隙率进行了一系列调控。基于调控结果,探究了比表面积、孔隙率对其电化学性能的影响。实验发现,随着AF含量逐渐增大,孔隙率呈现先增大后减小的趋势,对应的电化学性能也呈现了同样的变化。更重要的是,当电流密度为0.5 A g^-1时,最优样品MC-IPN3的比电容最高,为240.5 F g^-1。在6 A g^-1的电流负载下,经过10000次循环后100%的容量保持率表明了长期的化学稳定性。同时,组装的对称型电容器在中性电解液中在900 W kg^-1时具有11.95 Wh kg^-1的较高的能量密度。因此,这项工作丰富了合成具有可控孔径的微孔碳的策略,并在超级电容器中作为电极材料发挥了巨大的应用潜力。