超级电容器因为具有能量密度高、循环寿命长和循环稳定性优异等优点已经受到广泛关注，并且广泛应用于便携式电子产品、数字通信、混合动力电动汽车和可再生能源系统等领域。电极材料在决定超级电容器性能方面起着至关重要的作用。因此，高性能电极材料的开发对于超级电容器应用的基础发展起着至关重要的作用。介孔碳纳米材料因为大比表面积和孔径可调等众多优点而受到了极其广泛的关注。本文中，不仅对介孔碳纳米材料的形貌进行了修饰，并通过杂原子掺杂等方式改变其表面性质，还研究了他们在超级电容器领域的应用。论文的主要研究内容如下：
　　(1)具有多维结构的碳基材料通常比单一形态的碳材料具有更优异的性能，可用于各种应用，包括催化，吸附和能量存储等。在此，以离子液体([C18Mim]Br)为结构导向剂，乙二胺(EDA)为催化剂，正硅酸乙酯(TEOS)作为致孔剂和间苯二酚甲醛(RF)树脂作为碳源，通过一锅共组装策略合成了氮掺杂介孔碳球碳片复合物(N-MCS)。[C18Mim]Br和EDA不仅诱导形成了独特结构，而且导致了复合材料碳骨架上的原位氮掺杂。所制备得到的碳材料N-MCS显示出独特的薄片上镶嵌碳球的复合结构，比表面积高，介孔分布均匀。当用作电极材料时，N-MCS在0.5A g-1的电流密度下显示出273F g-1的良好比电容，以及良好的倍率性能（在10A g-1的高电流密度下具有82.1%的电容保持率）。此外，N-MCS表现出理想的稳定性（在10000次循环后的电容保持率为91.6%），这表明此电极材料具有优异的超级电容器性能。
　　(2)石墨烯自从通过机械剥离的方式从3D石墨中分离出来后，在超级电容器的研究方面引起了越来越多的关注。但是，单独的石墨烯材料的重叠和不可逆转的重新团聚极大的限制了它们的性能。在此报道了一种制造用于高性能超级电容器电极的介孔碳修饰石墨烯材料(GCC)的―固固‖研磨策略。在研磨过程中，将分别用作碳前驱体和催化剂的3-氨基苯酚和硝酸钴通过研磨插入到氧化石墨烯(GO)上的介孔二氧化硅中。此外，GO上预先包裹的介孔二氧化硅是制备介孔碳材料的关键。介孔碳的引入对制备得到的GCC的结构性质、表面化学性质以及比表面积都产生了显著的影响，使其电化学行为得到了显著的改善。
　　(3)近些年来，离子热合成逐渐成为一种新型的合成高性能材料的方法。因为离子液体具有液体范围宽，熔点低和蒸汽压几乎可以忽略不计等属性，而且他们还具有对其他材料进行功能化的能力。在这里，首先以酚醛树脂为碳源，以F127作为模板经过水热反应制备得到树脂球。然后将其与无金属离子液体[Bmim][BF4]进行离子热反应，最终得到了具有氮硼掺杂的均匀有序介孔碳球(NB-MC)。在这个
　　过程中，使用的离子液体[Bmim][BF4]不仅给材料创造了更加丰富的介孔，而且还给材料带来了合适的杂原子掺杂。与未进行离子热反应得到的碳球相比，NB-MC不仅粒径分布均匀，孔径分布较窄且具有优异的电化学性能。