电极材料是超级电容器研究的关键。超级电容器的电极材料主要包括石墨烯、碳纳米管和活性碳[1-4]。其中活性碳因具有电化学可逆性和可调节的孔径而成为有力的碳材料候选者[5,6]。尽管如此,低能量密度和高制备成本限制了活性碳的使用。因此,需要开发新颖有效的方法来合成活性碳,以节约成本和实现绿色环保要求,从而促进其实际应用[7,8]。鉴于多孔碳材料的优异性能,可以将生物质废弃物用作低成本和环保的原料来合成多孔碳材料[9^-11]。另外,生物质包含氮、硫、磷和几种金属元素（例如铁和铜）。这些元素都可以提供赝电容来改善电化学性能[12]。在本课题中,我们以柚子皮或从柚子皮中提取的半纤维素为碳源,通过研磨或溶解从而与含杂原子的化合物混合,最后利用一步碳化或活化法来引入微孔和介孔,得到高杂原子含量且电化学性能优异的多孔活性碳材料。本课题的主要工作如下:（1）我们以生物质废弃物柚子皮为碳源,以过硫酸铵同时为氮源和硫源,将其混合研磨制备碳前驱体,先在500°C下预碳化2 h,之后加入KOH活化剂在500°C到800°C温度下且在氮气保护的环境中活化2 h,制备了氮硫共掺杂多孔碳材料。经过一系列探究,结果表明,我们合成的多孔碳材料具有1193 m2 g^-1的比表面积,含氮量5.89%,含硫量为0.46%,其结构为多级孔结构,且其中含有无数的微孔和介孔。同时,采用6 M KOH为电解液,将多孔碳在三电极系统中进行测试,材料的比电容为310 F g^-1(电流密度为0.5 A g^-1)。10000次循环后,材料在6 M KOH电解液中的循环保留率为98.8%(电流密度为2 A g^-1)。对于二电极系统,我们组装了全固态对称超级电容器,以H2SO4/PVA为电解液,目标材料在功率密度为259.9 W kg^-1时,能量密度高达21.4W h kg^-1。（2）我们以生物质柚子皮为碳前驱体,从柚子皮中提取出来半纤维素作为碳源,以氯化锌为化学活化剂,采用一步碳化活化法合成了多孔活性碳材料。此方法无需预碳化,一步法合成目标材料。所制备的多孔活性碳材料具有高的比电容和良好的倍率性能。当作为电极材料应用于超级电容器时,在三电极体系下,样品HPAC^-1-500在0.5 A g^-1的电流密度下表现出302.4 F g^-1的比电容,比表面积为1361 m2 g^-1。同时,在10000次循环后,材料在2 A g^-1下的循环保留率为98.6%。在二电极体系中,所制备的多孔活性碳材料在349.9 W kg^-1的功率密度下具有11.7 W h kg^-1的能量密度。