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储能与材料密不可分。从最初的莱顿瓶,到锌锰电池,再到如今广泛应用的锂离子电池,每一次材料技术的突破都导致了储能革命的发生,而每一次储能革命都能为人类的生活带来的质的飞跃。在电动汽车和移动设备越发普及的今天,储能设备的地位显得尤为重要。一个性能良好的电源不仅需要有超高的能量密度和功率密度,还需要具备较长的循环寿命、快速的充放电能力和较好的耐高低温能力。超级电容器,由于其具有较高的功率密度、较长的循环寿命等优势,在大功率、长时间循环充放电等领域具有广阔的应用前景。由于活性碳制备成本低廉、比表面积较高、电化学性能稳定,因此是商用超级电容器的电极材料。制备活性碳最常用的方式是将椰壳进行碳化和活化。在这个过程中,一方面能够最大程度保留原始生物质材料中有机成分（如纤维素）的碳链结构和孔道结构完整,另一方面又能够在原有孔道的基础上生成微孔和介孔。生物质纤维素主要有两种,一种是植物纤维素,另一种是细菌纤维素。本文分别以水稻秸秆和木醋杆菌纤维素为原材料,制备了生物质活性碳,通过制备工艺的改变（活化时间、活化温度、活化剂比例）调控了所得产物的孔结构,并研究了孔结构在酸、碱、中性电解液中对电化学性能的影响。主要包括以下工作和结论:以水稻秸秆为原料,在500 oC下进行真空预碳化后,再在750900oC下活化12 h。利用X射线衍射、XPS光电子能谱和傅里叶变换红外光谱对样品的物相、元素组成和表面官能团进行表征,利用扫描电镜对样品的表面形貌进行观察,利用氮吸附法对样品孔结构进行表征。分别将不同条件下所得活性碳粉末制作成电极片,利用两电极法在酸性、碱性和中性水系电解液中进行电化学性能测试。结果表明,随着活化温度的升高,活性碳比表面积先增大后减小,介孔率逐渐上升,微孔率逐渐下降。相比之下,800 oC下活化1 h制备出的活性碳具有超高的比表面积（3239 m2/g）和比较优异的超级电容性能。由于具有大量小于1.4 nm的微孔和24纳米的介孔,其比电容达到259 F/g（1mol/L H2SO4,0.1 A/g）,能量密度达到16.6 Wh/kg（1 mol/L Na2SO4,0.1 A/g）,倍率衰减为14.5%（6 mol/L KOH,0.15.0 A/g）。以木醋杆菌纤维素为原料,在0.11.4 wt%KOH溶液中浸泡后进行冷冻干燥,在700900 oC下活化后的纤维素失去了原有的三维无规网状结构,形成了含有大量1.4 nm以下微孔和23.5 nm介孔的活性碳泡沫。进一步的结果表明,随着浸泡浓度和活化温度的升高,比表面积和介孔率都在增加,且在浸泡浓度为0.9 wt%、活化温度为900 oC时达到最大。相较而言,浸泡在0.9 wt%KOH溶液里并在900 oC下活化1 h所制得的活性碳泡沫也具有较为优异的电化学性能。电流密度为0.1 A/g时,其在1 mol/L H2SO4中的比电容为184 F/g;电流密度为5.0 A/g时在6 mol/L KOH中的功率密度为10.7 kW/kg;电流密度从0.1降至5.0 A/g,其在6 mol/L KOH中的倍率衰减为3.0%。本文研究了活化工艺对植物纤维和细菌纤维素两种生物质活性碳制备的影响,并首次通过创新性的尝试,将三维网状的细菌纤维素制备成了具有均匀微孔和介孔且孔道可调控的活性碳泡沫,为利用生物质材料制备结构可控的新型超级电容电极材料提供了新思路。