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煤加工过程中副产物的高附加值利用是实现我国煤炭资源充分利用和治理环境污染的有效措施。但目前煤焦油等副产物主要以燃烧为主、高附加值利用率不高，因此开发煤焦油高附加值利用的新途径对我国经济和社会的可持续发展具有深刻而重要的意义。煤焦油具有较高的芳香度和含碳量，因而由其制备功能性炭材料具有得天独厚的优势。为解决传统化石燃料加工利用所带来的一系列能源和环境问题，高性能超级电容器和锂离子电池电极材料的研究开发受到了广泛的关注。在所有储能材料中，多孔炭材料由于具有比表面积高、孔容大、孔道结构丰富、导电性好和来源丰富等优势而成为了最为理想的材料。本文从煤焦油出发成功制备了数种结构和形貌不同的多孔炭材料，并研究其作为超级电容器和锂离子电池电极材料的电化学性能，主要内容如下： ⑴以煤焦油的溶剂萃取物为碳源，片状Mg(OH)2为模板，先炭化制备炭包MgO片状结构，再经KOH活化制备得到了层状分级多孔炭。研究表明，通过调节KOH和炭层的质量比可调控产物的孔结构，当KOH和炭层的质量比为3时，产物具有疏松多孔的层状结构、高达2649 m2 g-1的比表面积、1.55 cm3 g-1的孔容量和53.5％的介孔率。用作超级电容器电极材料时，表现出优异的电化学性能:在0.1 Ag-1的电流密度下，质量比电容高达329 F g-1;电流密度增大到5 Ag-1时，容量保持率可达79.9％;在经5000次循环后，容量保持率达到92.4％(1 Ag-1)。 ⑵以煤焦油的溶剂萃取物为碳源，三聚氰胺为氮源，多孔MgO纳米片为模板，经预氧化和炭化制备得到了氮掺杂多孔炭纳米片，系统考察了炭化温度对于材料孔结构以及含氮官能团种类和数量的影响，并研究其作为锂离子电池电极材料的电化学性能。结果表明，当炭化温度为700℃时，材料具有高达1209m2 g-1的比表面积、较为均一的介孔结构和高达8.6 wt.％的含氮量，在100 mA g-1的电流密度下，具有接近1000mAhg-1的比容量。 ⑶采用静电纺丝技术将煤焦油与PAN共纺，一步炭化法制备得到了多孔纳米碳纤维。结果表明，随着煤焦油与PAN质量比的逐渐增加，材料的比表面积逐渐降低，电导率逐渐提高。煤焦油与PAN质量比为1的产物具有较均衡的电化学性能:在0.05 Ag-1的电流密度下，质量比电容达225 F g-1;电流密度增加到5 Ag-1时，容量保持率为63.1％;在1 Ag-1下循环10000次后，仍有94.0％的容量保持率。