作为一种可再生的绿色能源,生物质能的充分利用与开发不仅能实现经济的可持续发展,也能减少化石能源的消耗及全球环境的恶化。生物质多孔碳价格低廉、环境友好且具有比表面积大、导电性强、化学稳定性好等优势,不仅是一种优良的吸附剂,可以脱除食品中的霉菌和色素、调控包装中的气体浓度,更是理想的超级电容器电极材料,能够广泛应于与储能、交通、电力、通信等领域。然而海藻类生物质多孔碳的研究报道却很少。本文以生物质海带为碳源,通过水热碳化和直接碳化后活化这两种方法制备了形貌、性能不同的杂原子自掺杂的多孔碳材料,并将其应用于超级电容器的电极材料。水热碳化法制得的多孔碳为球状形貌,催化剂硫酸的添加量对碳微球的结构和性能影响较大,其中CMS-15的比表面积和总孔容最大,分别为522.85 m2/g和0.31 cm3/g。除此之外,硫酸的添加使得碳微球的硫原子含量有所增加,但氧原子含量降低。由于水热碳化法制得的碳微球比表面积和总孔容较小、内阻较大,所以电化学性能比较差。相比之下,直接碳化和KOH活化相结合制得的活性碳为块状海绵结构,具有较大的比表面积、更为发达的孔隙结构和更加出色的电化学性能。其中PC-800的比表面积和总孔容最大,分别为2088.31 m2/g和1.38 cm3/g。研究结果表明PC-700的电化学性能最好:0.1 A/g电流密度下其比电容最高达192 F/g;当电流密度增至10A/g时,活性碳PC-700的比电容衰减至120 F/g,其电容保持率为62.5%,具有较好的倍率性能;在1A/g的电流密度下,经过10000次循环充放电后,活性碳PC-700的库伦效率及电容保持率均高达99%左右,说明该电极材料具有优异的循环稳定性。因此,本文制备的海带基多孔碳在吸附及储能领域具有较大的应用潜力。