随着全球不可再生能源枯竭和环境污染问题日益突出,寻找清洁、高效、可持续的新能源,以及发展与能源转换和储存相关的新技术,吸引了科研人员越来越多的关注和研究。超级电容器是可在短时间内安全充/放电的储能设备,具有功率密度高,循环寿命长的优点。近年来,超级电容器广泛应用于移动电子设备、混合动力电动车操控平台和分布式传感器网络等领域。因此,开展超级电容器作为绿色新能源储能装置的研究是社会发展的要求,在今后保护环境和降低能源消耗方面发挥着至关重要的作用,具有较高的理论和实际应用价值。中国是农业大国,生物质废弃物-玉米秸秆储量丰富,将其转变成新能源储能材料,不仅可以缓解能源危机,还可以减少焚烧秸秆带来的环境污染问题。本论文以玉米秸秆为基本原料,使用不同的处理方式得到不同形貌的碳材料,通过考察制备的碳材料的微观形貌和电化学性能等,论证其作为超级电容器电极材料的可行性,取得主要研究成果如下:（1）以玉米秸秆为原料,通过KOH活化法制备了多孔炭电极材料。通过电化学性能比较,筛选出最佳活化工艺条件:活化剂与玉米秸秆质量比为2:1,活化温度为800℃。通过比较KOH活化法、混合盐法和改良的Hummers法制得多孔炭的电化学性能,KOH活化法制得玉米秸秆基多孔炭的比电容最高。KOH活化法在最佳工艺条件下制得的多孔炭材料比表面积高达1067.11 m2/g,孔隙结构丰富,同时具有大孔、介孔和微孔结构,并且表面含有大量的含氧官能团。电容性能表现为明显的双电层特性,在1 A/g电流密度下比电容达到239 F/g,在此电流密度下恒流充放电5000次循环后,比电容保持率为97.12%。使用KOH一步活化法处理玉米秸秆制储能材料,不仅使秸秆得到高值利用,还解决了焚烧废弃生物质带来的环境污染问题。（2）利用前处理的玉米秸秆炭掺杂聚丙烯腈（PAN）,通过静电纺丝法,制得纳米纤维毡,预氧化后的纳米纤维毡使用KOH溶液活化,碳化后制得活性碳纳米纤维（CNFs）。通过电化学性能比较,筛选出最佳活化工艺条件为:PAN/玉米秸秆炭复配质量比为8:2,采用10%的KOH溶液活化,KOH与纳米纤维毡的质量比为1:3,碳化温度为800℃。在最佳工艺条件下制得的CNFs,其比表面积达到1491.96 m2/g,并且同时具有微孔、介孔和大孔的孔隙结构。在1 A/g电流密度下比电容达265.4 F/g。在2 A/g电流密度下恒电流充放电5000次循环后比电容保持率为95.91%。其作为一种新能源材料,具有优良的开发潜力和研究价值。（3）利用前处理的玉米秸秆炭掺杂聚丙烯腈（PAN）,通过静电纺丝法,制得纳米纤维毡,预氧化后的纳米纤维毡使用固体KOH活化,碳化后制得分级多孔碳（HPC）。通过电化学性能比较,筛选出最佳活化工艺条件为:固体KOH与纳米纤维毡的质量比为2:1,碳化温度为800℃。在最佳工艺条件下制得HPC,其比表面积达到2192.73 m2/g,并且同时具有微孔、介孔和大孔的孔隙结构。在1 A/g电流密度下比电容高达332 F/g。在2A/g电流密度下恒电流充放电5000次循环后比电容保持率为94.18%,是超级电容器的电极材料的优异选择。（4）开发了制备活性碳纳米纤维新的活化方法-酶解法,此方法反应条件温和,对环境完全绿色无污染。以聚丙烯腈和玉米秸秆炭为碳源,掺杂β-环糊精,静电纺丝法制得纳米纤维毡,使用中温α-淀粉酶水解,在800℃条件下高温碳化2 h制得活性碳纳米纤维。筛选出最佳工艺条件为:酶解温度75℃,酶浓度58.82 U/m L,水解时间90 min,β-环糊精掺杂量20 wt%。酶解法在最佳工艺条件下制得的活性碳纳米纤维具有较好的纤维结构,高石墨化程度,且孔隙结构丰富,比表面积达268.09 m2/g。同时,我们研究了其电化学性能,电流密度在0.5 A/g时活性碳纳米纤维比电容达到213 F/g,具有较小的电解质扩散阻力;在2 A/g电流密度下恒电流充放电5000次循环后比电容保持率为94.31%,表现出良好的实际应用前景。