具有分级多孔结构的掺杂碳材料拥有较为特殊的结构及组成,对材料的许多性能起着重要甚至决定性的作用。因此,若将它们应用到超级电容器的电极材料中来,有望得到电化学性能较好的电极材料。许多研究表明,分级多孔复合结构中的微孔作为离子存储的位点,负责电荷的吸附和储存,位点数量的增多有利于电容的增加;而介孔作为电解质离子的运输通道,便于提高离子的迁移和扩散速度;大孔则可视为离子缓冲池,有利于电解液的浸润。因而分级多孔复合结构能够有效提高材料的双电层电容。此外,对碳材料进行掺杂能够有效地提升其氧化还原活性,实现赝电容的增大。迄今为止,众多合成分级多孔掺杂碳基电极材料的方法步骤繁琐,操作复杂,且对其组成和结构的调控手段不够完善。因此,设计出简单高效、组成和结构可调控的碳材料合成方法非常有意义。为了实现分级多孔结构和掺杂量可控的碳基电极材料的制备,获得具有导电率较高、储能性能优异的碳基电极材料,我们尝试了离子液体模板法,水热包覆法和直接复合法制备出了多种碳基电极材料,具体方案如下:1.尝试以离子液体为孔模板和掺杂剂,将其与尿素和葡萄糖共同研磨后煅烧,再进行高温碳化,成功制备出了具有丰富孔结构的硼掺杂石墨化碳氮材料。研究过程中,我们改变煅烧温度和离子液体的用量,成功实现了对产物掺杂量、掺杂态及导电率等性质的有效控制。该二维硼氮掺杂碳电极材料在电流密度为0.1 A g^-1时,具有620.0 F g^-1的高比电容。此外,该样品还具有86.1 Wh kg^-1的高能量密度,且循环稳定好,进行2500次充放电循环后,电容并未出现衰减。该二维硼氮掺杂碳电极材料实现硼氮双掺杂,为多原子掺杂碳材料提供了新思路。2.将离子液体和尿素共同作为反应物,混合研磨均匀后进行煅烧。随后,在温和的水热条件下对前驱体进行葡萄糖基碳的包覆,最后进行高温碳化,得到泡沫状多孔硼掺杂石墨化碳氮材料。该材料具有较为丰富的分级孔结构和较高的杂原子掺杂量（28.13 at%）。实验过程中,通过调节葡萄糖的用量、水热反应的温度和时间及加入离子液体的用量,能够实现对产物包覆层厚度、杂原子掺杂量、及导电率等性质的有效控制。当电流密度为0.1 A g^-1时,该材料的比电容高达660.6 F g^-1。一万次充放电后,电容也未出现衰减,是一种优异的碳电极材料。3.将ZIF-8高温煅烧后得到的介孔氮掺杂碳纳米颗粒与石墨化碳氮共同煅烧,得到具有分级多孔结构的氮掺杂碳材料。多面体氮掺杂碳纳米粒子插入二维石墨化碳氮片层之间,改善紧密堆积的现象。复合物后的多面体氮掺杂碳颗粒/石墨化碳氮材料具有丰富的分级孔结构和较高的氮掺杂水平,因此作为超级电容器的电极时拥有优异的倍率性能。三电极测试体系中,电流密度为0.1 A g^-1时,复合物的比电容为495.0 F g^-1。此外,在双电极测试体系中,其充放电稳定性好,能量密度高,为11.89 Wh kg^-1。该材料的合成方法丰富并完善了分级多孔结构的处理手段,对能量储存的发展具有重要意义。