由于人类面临的资源与生态危机愈演愈烈,因此开发低成本、环境友好型的生物质材料成为当下的热点之一,生物质资源来源广泛,如何实现生物质高效利用成为其关键所在。生物质资源高效利用的重要途径之一是开发电化学储能材料,尤其是超级电容器电极材料的应用。电极材料是超级电容器的核心部分,且多孔碳材料已被广泛应用于电极材料。生物质原料,尤其是木质纤维原料具有天然的多级多孔结构,无论其表面还是内部均具有丰富的孔道结构,经过高温炭化后,仍能保留其多级多孔结构。因此,以木质纤维原料经过炭化处理作为超级电容器电极材料具有一定的优越性。尽管木质纤维原料具有丰富的孔结构,但是由于来源广泛、个体差异性较大,使得其炭化电极材料结构差异性较大,孔隙结构分布不合理,这也限制了其在超级电容器领域的应用,如何实现木质原料表面孔隙分布与结构调控成为其在高性能超级电容器应用的关键问题。基于以上分析,本文主要研究内容如下:(1)首先采用工业滤纸作为木质纤维原料模板,以普朗尼克F127作软模板,3-氨基苯酚作为氮前驱体,通过水热合成法对纤维原料进行介孔预聚体自组装以调控表面孔隙结构。然后通过炭化和KOH活化,制备得到氮、氧元素掺杂的木质纤维基碳材料。结果表明,所制备的碳材料具有较高的比表面积(1559 m2g1),较高孔体积(0.80 Cm3 g-1),且具有发达的孔结构,氮、氧原子总含量达到17.25%。三电极体系下,所制备木质纤维基碳材料展现出良好的电化学性能,以700℃活化样品为例,在1A g-1的电流密度下,在6M KOH的电解质溶液中比电容为284 F g-1,在20 A g-1的电流密度下其比电容仍能保持在173 F g-1,经过10000次充放电循环,其电容保持率在98.6%,表现出良好的电化学稳定性。(2)以工业滤纸作为木质纤维原料模板,通过控制炭化温度在600℃到800℃,然后通过炭化和KOH活化,制备得到氮、氧元素掺杂的木质纤维基碳材料。结果表明,在600℃下所制备得到的木质纤维基碳材料样品,三电极体系下,在6M KOH的电解质溶液中,1 A g-1的电流密度下,其比电容能达到325 F g-1,在50 A g-1的电流密度下其比电容仍能保持在176 F g-1,经过10000次充放电循环后比电容保持率为99%。在两电极体系中,组装的扣式电池有着300.8 F g-1的高比电容以及良好的倍率性能(电容保持率为69%,0.1～20 A g-1)及良好的循环寿命稳定性(电容保持率为97%,循环10000次)。(3)以杨木粉作为木质纤维原料模板,首先对木粉原料去除木质素,再通过水热合成法对其进行介孔预聚体自组装以调控孔隙结构以此达到造孔的目的,最后通过炭化和KOH不同的活化方式制备得到木质纤维基碳材料。结果表明:600℃下制备出了高度有序的介孔结构,经KOH化学活化后,其比表面面积高达1573.36m2 g-1。在6M KOH的三电极体系中,在0.5 A g-1的电流密度下比电容高达310 F g-1,在20 A g-1的大电流密度下,其比电容仍能达到215 F g-1,经过10000次充放电循环后仅有4%电容损失。在两电极体系中,其比电容能达到266 Fg-1以及良好的倍率性能(电容保持率为67%,0.1～10 A g-1)及良好的循环寿命稳定性。其所表现出的高功率密度特征也暗示着其作为超级电容器电极材料的应用潜力。