石墨炔是近十年以来才被渐渐关注的一种新型碳材料,它是由sp~2和sp两种杂化类型组成的2D碳材料,受到了科研人员的广泛关注。石墨炔基碳材料具有很多优异的性质,例如:电子/空穴迁移率高、比表面积大、量子霍尔效应等。目前科学界的研究成果包含了石墨炔材料的多个领域:电子结构、化学结构、动力学性能、热力学性能等,还有在能源领域的应用等。但是目前石墨炔领域的科研主要还是理论计算,在实验室中真正能合成出来并应用于性能改善的研究还比较匮乏。所以,根据以上情况,本论文研究了石墨炔基碳材料新型合成方法并将其应用于电化学研究中,主要实验内容包括:（1）以PhBr6和CaC2为原料,探究了一种简便的超声合成法制备石墨炔（γ-Graphyne后文简称GY）。使用了各类测试方法推理了石墨炔的结构和形貌等。对多种性能表征之后的结果可以得出,石墨炔是超级电容器和光电化学催化的优秀电极材料。在0.2 A/g的情况下有81 F/g的超电容量,进行2000圈测试之后电容测试效率高达96.2%。此外,通过Tafel曲线和Nyquist曲线还可以看出,石墨炔电极的载流子迁移电阻很低。（2）通过吡嗪和CaC2一步球磨法合成了结构新颖的石墨炔材料,利用含氮前体（吡嗪）作为反应物,在石墨炔分子骨架的可控位点上精确掺杂氮原子。采用了一系列的表征来研究所得到样品的组成、结构和形貌。将其用于析氧催化反应时,N-石墨炔在100 m A/cm~2的条件下过电位是280 m V,同时在长时间循环后具有较强的稳定性。使用N-石墨炔测试超电性能时,在1 A/g时的电容值高达235 F/g,在3000圈GCD测试后稳定性为87%。（3）通过一步水热法,将Co3O4纳米材料复合在γ-石墨炔纳米薄片上,Co3O4纳米粒子通过强界面相互作用和电子耦合作用被固定在石墨炔纳米片上,构建一种新型高效复合电催化剂。与纯Co3O4材料和γ-石墨炔相比,性能最优异的比例为5%GY/Co3O4,在10 m A/cm~2的条件下的析氧过电位仅为268 m V。结果表明,GY/Co3O4复合材料中γ-石墨炔对电催化性能的提升起到了关键的作用,对后续γ-石墨炔复合改善其他材料的催化性能提供了更多的思路。