以密中质组为原料,氢氧化钾为活化剂,纳米氧化铝为硬模板剂或微晶纤维素为软模板剂,采用一步碳化/活化法制备了多孔碳材料并将之用于超级电容器电极。用BET、SEM等进行多孔碳的结构表征,用电化学工作站二电极体系对多孔碳组装的双电层电容器进行循环伏安(CV)、恒流充放电(GCD)、交流阻抗(EIS)等测试。考察了模板比(模板剂:密中质组)、活化比(氢氧化钾:密中质组)、活化温度、活化时间四个因素对多孔碳的孔结构调控和多孔碳电极的电化学性能的影响。以纳米氧化铝为硬模板剂时,密中质组、纳米氧化铝以及氢氧化钾的最优质量比为1:2:3,最适温度为750℃,得到的多孔碳具有2659 m~2/g的大比表面积和1.542 cm~3/g的孔体积,制备成电极时具有最优异的电化学性能,在电流密度为0.1 A/g时,比电容为398 F/g;电流密度增加到2 A/g,比电容降到250 F/g,倍率性能为63%,循环充放电4000次,比电容的保有率仍然有73.4%,能量密度和功率密度分别为70.9 Wh/kg和5431 W/kg。在造孔过程中,被密中质组包覆的纳米氧化铝模板通过自身较小的尺寸和独特的孔结构起到了中大孔的模板导向作用,实现了对碳材料孔结构的有效调控,同时适当模板剂能够使密中质组更大程度地分散,保证热解过程产生的气体能够均匀逸出。以微晶纤维素为软模板剂时,密中质组、微晶纤维素以及氢氧化钾的最优质量比为1:0.3:7,最适温度为650℃,活化时间为2 h,得到多孔碳的比表面积为4345 m~2/g和总孔体积为2.086 cm~3/g,制备成电极具有最优异的电化学性能,在电流密度为0.1 A/g时,比电容为422 F/g,电流密度增加到2 A/g时,比电容降到270 F/g,倍率性能为67.2%。在热解过程中,微晶纤维素形成的中空管被密中质组包覆起到模板作用,一方面,为熔融态的KOH提供更多的活化位点,刻蚀得到丰富的微孔结构;另一方面,使密中质组更大程度地分散,保证热解过程产生的气体能够均匀逸出。相对于微晶纤维素做模板剂,纳米氧化铝做模板对孔结构的调控作用较好,制备得到的多孔碳中孔率高;相对于纳米氧化铝做模板剂,微晶纤维素做模板制备得到的多孔碳比表面积高,孔径尺寸大小均匀。论文有图29幅,表18个,参考文献98篇。