由于制备工艺及碳源的多样性,碳泡沫材料可以表现出许多优异的物理性能,能够被广泛的应用于许多领域,如高温热控材料、吸附材料、电极材料、航空航天等。而基于目前低成本蔗糖基碳泡沫的研究,本文提出了采用蔗糖/凝胶丙烯酰胺水凝胶复合体系为碳源,利用十二烷基硫酸钠（SDS）为改性剂,通过其热聚合反应制备出高残炭量的孔隙均匀碳泡沫,研究了整个制备过程中的合成机理,探讨了工艺参数对其结构的影响,并建立了其孔隙结构与性能之间的关系。首先,本文研究了蔗糖/丙烯酰胺水凝胶基碳泡沫的合成机理,探讨了制备工艺对发泡过程、热聚合过程的影响。结果表明:在SDS的改性作用下,可以得到尺寸均匀统一的小孔径发泡体系（小于100μm）;随着发泡速度的增加,发泡体系的发泡量及粘度明显提高,当发泡速度为1500r/min时,泡沫具有最稳定均匀的尺寸及性能。通过蔗糖/丙烯酰胺水凝胶的热聚合过程,能够显著提高碳泡沫的残炭量（27.87³1.09wt.%）;而随着蔗糖含量的增加,热聚合反应程度先增加后趋于饱和,这主要跟反应的丙烯酰胺水凝胶有关,并且更高的热聚合程度是有利于提高碳泡沫的有序程度。其次,本文研究了组分含量（蔗糖及SDS）对碳泡沫孔隙结构的影响,并且建立了孔结构与其密度之间的关系。结果表明:通过组分含量的调节,其孔径尺寸能被控制在5.92²3.48μm范围内;随着蔗糖及SDS含量的增加,碳泡沫的孔径尺寸逐渐减小,孔径分布趋于集中,导致了密度（0.17⁰.93g/cm³）及孔隙率（53.57%⁹1.49%）的变化。随着蔗糖含量的增加,碳泡沫的密度随之先增大后减小,跟热聚合过程中形成的孔壁结构有关;当SDS含量为2wt.%时,体系具有最佳的发泡效果,碳泡沫获得最高的孔隙率。本论文还研究了组分含量对碳泡沫性能的影响,并且建立了孔结构与其各方面性能之间的关系。结果表明:当蔗糖含量为55wt.%和SDS含量为3wt.%时,碳泡沫具有最小的孔径尺寸和最厚的孔壁尺寸,表现出最高的力学强度（107.97MPa）,所制备出的碳泡沫在密度为0.79g/cm³时具有最高的单位体积的能量吸收为23.52MJ·m^-3。碳泡沫的电导率与其密度呈线性关系,在密度为0.93g/cm³可获得最高电导率为70.79S/cm,由于此碳泡沫更高的有序程度,导致了在相同密度下,电导率较文献中的蔗糖基碳泡沫更高。在450℃空气条件下进行恒温氧化,其残炭量还能保留30wt.%左右,表现出良好的抗氧化能力。