木质素作为自然界第二丰富的生物质原料,由于其价格低廉、来源广泛、碳含量高等优点被认为是制备碳材料的良好碳质前驱体。以木质素作为原料,制备的木质素基碳纤维往往呈现比较明显的孔洞缺陷而造成其力学性能的下降。这说明利用木质素的氧结构单元可以构建出具有一定孔隙结构和表面官能团的功能性木质素基碳纤维。因此,本论文以木质素和聚丙烯腈为原料,采用静电纺丝技术制备纳米纤维,经过预氧化、碳化得到了木质素基纳米碳纤维,并利用热重、红外光谱、扫描电镜、物理吸附、X-射线光电子能谱、电子自旋共振仪等分析手段对纳米纤维进行了一系列表征。在此基础上,探究了木质素对纳米碳纤维制备的影响及其孔隙结构和表面化学性质的影响规律,研究了木质素氧结构单元对其纳米纤维预氧化行为的影响机制,同时以所制备的木质素基纳米碳纤维作为电极材料研究了其电化学性能的特点。研究表明木质素的氧结构单元有助于结构功能一体化纳米碳纤维的构建,并作为自支撑的电极材料具有优异的超级电容器性能。具体的研究结果与结论如下:（1）当木质素含量小于20%时,得到的纤维原丝形态均匀,纤维直径约196 nm。木质素与PAN之间所形成的N-O基团有助于提高木质素基纳米纤维的稳定性,并减少其在预氧化历程和碳化历程的热量释放。同时对比LP0-CF,LP20-CF呈现出纤维相互搭接的纤维网络结构特征,且比表面积高达389 m2/g,以及富含更多的C=O和COOR含氧基团和N-6和N-Q含氮基团。（2）木质素的引入降低了纳米纤维预氧化的环化程度,可在更低的预氧化温度下完成预氧化历程。同时减少了纳米纤维预氧化的热量释放,可在更快的升温速率下完成预氧化历程。在低温（<240℃）预氧化阶段,木质素富含的含氧基团作为自由基清除剂减缓了纳米纤维的自由基环化速率;在高温（>260℃）预氧化阶段,木质素的羧基基团作为引发剂加快了纳米纤维的离子基环化速率。（3）木质素基纳米碳纤维,在不经活化下获得了高达389 m2/g的比表面积,以及丰富的含氧、含氮基团。LP20-CF800作为电极材料,在0.5 A/g的电流密度下达到167 F/g的比电容量,且在5 A/g的电流密度下的电容保持率为74%。总之,以木质素为原料可以制备出孔隙结构发达且表面官能团丰富的纳米碳纤维。本论文不仅实现了木质素高附加值产品的开拓,还为结构功能一体化材料的设计提供了研究思路。