生物质具有品种多、来源广、成本低、可再生等优势,成为了碳前躯体的首选之物。电化学电容器作为一种有长循环寿命和高充放电效率的储能装置,成为能源领域的研究重点之一。随着可再生资源利用的重要性逐渐加强,尤其在新型绿色能源中,具有优异性能的成碳催化剂成为了生物质碳制备技术的核心。因此以可再生资源的生物质为原料开发具有良好物理结构、优良电化学性能甚至催化性能的碳材料已成为该领域的重要研究内容。本论文以生物质材料等为前驱体,通过简单有效的制备方法,制备出多种碳纳米复合材料,并对其电化学性能进行研究:1、以蛋白粉作为碳前驱体,二氧化锰作为催化剂,三聚氰胺为氮源,将三者按比例混合,一步煅烧合成碳纳米复合材料。通过改变热处理条件,调整金属含量比例等探讨了碳纳米复合材料的最佳合成条件,研究结果表明,该材料合成的最优温度为800℃,该材料制备中催化剂与蛋白粉的最佳质量比为1:20。此合成条件下制备的碳纳米复合材料在6 M KOH溶液中1 A g^-1的电流密度下,比电容值达229.5 F g^-1,循环10000圈后仍可保持88.90%的初始电容值。2、以微晶纤维素作为碳前驱体,高锰酸钾作为氧化剂,采用常压油浴氧化法对原料进行预处理,将预处理后的微晶纤维素与三聚氰胺混合后通过一步煅烧法制备得到碳纳米复合材料。探讨了氧化条件和气相沉积法的条件对所合成碳纳米复合材料结构和性能的影响,以该合成材料作为电化学电容器材料,研究结果表明,在混合比为1:15时,800℃的煅烧下制备的碳纳米复合材料的比电容值优于其它质量比或其它煅烧温度下所得碳纳米复合材料的,该合成材料的比电容值为81.3 F g^-1,且在扫描速率50 mV s^-1,6 M KOH溶液中,经过一万次循环,其电容值仍可保持在初始电容值的93.1%。3、以碳纳米管为原料,采用芬顿反应,对碳纳米管表面进行腐蚀镶嵌,通过该简单工艺可在碳纳米管表面长出FeOOH纳米薄片,FeOOH优异的催化性能和碳纳米管良好的导电性合二为一,可得到具有优异氧析出电催化性能的碳纳米复合材料FeOOH@CNTs。将该材料作为碱性介质氧析出催化剂,研究结果表明,在10 mA cm^-2的电流密度下,析氧过电位仅为206 mV,塔菲尔斜率为31 mV dec^-1。与碳纳米管比较,FeOOH@CNTs具有优异的氧析出电化学催化性能,主要益于FeOOH@CNTs纳米复合材料的优异结构组合。