废物利用在近年来备受重视,羊毛角蛋白废弃量大但再利用时其应用性能研究有限,因此本文以羊毛角蛋白粉末为原料制备角蛋白基碳材料并进行应用性能研究。随后,在体系中引入石墨烯以提高材料的应用性能,以期为材料的应用提供可能。课题的实施包括以下部分:（1）采用静电纺丝制备角蛋白材料,随角蛋白含量从0增加至60 wt%,纺丝液电导率未发生明显变化,但黏度从2838 mPa·s^-1降低至403 mPa·s^-1,此时纤维直径从468 nm降低至169 nm。利用FTIR和XRD对材料进行表征可知,角蛋白含量的增加会改变材料的氢键体系,阻碍聚合物晶体结构的形成;此外,纳米纤维膜的失重率从91.3%降低至79.0%,最大热解速率也从15.1%·°C^-1降低至6.72%·°C^-1,材料的热稳定性提高;同时,随角蛋白含量的增大,材料力学性能下降,但润湿性略有提高,在40 wt%时获得最低接触角为46.84°,综合考虑选定角蛋白含量为40 wt%。（2）探究角蛋白基生物质碳材料的制备工艺,研究温度对预氧化和碳化效果的影响。角蛋白基材料随预氧化温度升高至225℃出现熔融和粘结,为获得良好的预氧化效果选定预氧化温度为200℃。FESEM图像可知碳化处理所得样品出现明显的孔隙结构,利用XRD、Raman和元素分析可知,碳化所得样品为无定型碳,随碳化温度从500℃升高至800℃,碳含量从72.23%增大至78.12%,石墨化程度提高。测定电化学性能发现,角蛋白基碳材料具有双电层和赝电容双重特性,且在700℃下获得最大比电容为127.4 F·g^-1,最佳的倍率性能及良好的电阻特性,循环5000次后的电容保留率基本不变,表现出良好的电化学性能,故选定700℃为最佳碳化温度。（3）在静电纺丝体系中引入氧化石墨烯,制备GO/聚合物配比分别为1:40、1:20和1:10的静电纺纳米纤维膜,探究GO含量对材料的影响。测试结果表明,配比在1:20时获得最低直径为176 nm且均匀性最佳,直径低于未加入GO的角蛋白基材料,表明GO的引入有利于提高材料的可纺性。XRD表明,相对于未加入GO的角蛋白基材料而言,晶体结构均明显提升,且在1:20时最佳。比较材料的力学性能可知,适量的GO含量有助于提升材料的断裂强力,但会造成断裂伸长率的降低。采用前文探究的最佳工艺制备rGO/角蛋白基碳材料,通过FESEM、XRD、Raman和元素分析进行表征,并测定其电化学性能。rGO的引入使样品形貌发生明显改变,出现微球覆盖的片层结构。该碳材料为一定石墨化程度的无定型碳,rGO的引入可提高碳含量,且适度的rGO有助于提高石墨化程度,在实验所用1:20配比下为最佳。电化学性能测试可知,纯rGO为典型的双电层电容特性,而rGO/角蛋白基碳材料具有双电层和赝电容双重特性,且在1:20时获得最佳性能,即最高比电容为227.8 F·g^-1、最佳倍率性能及良好的电阻特性,且该碳材料经5000次充放电后电容保留率为93%,循环稳定性良好,表明其在能量存储等方面的应用潜能。