随着经济的发展和人类社会的进步,能源和环境越来越成为我们面临的重大问题和挑战。因此寻找或开发新型的储能材料备受科研工作者的关注。而多孔炭材料因为其本身固有的优点如:高导电性、稳定性、复杂的孔隙结构等,在能量存储与转化领域的扮演越来越重要的作用。本文使用生物质或MOFs为前驱体合成多孔炭材料。对材料的形貌、结构进行表征并进行性能研究。通过使用廉价易得的生物质或容易合成的MOFs,得到了高比表面积、复杂孔隙结构、特定物质掺杂的功能型多孔炭材料,分别研究了他们在锂离子电池、锂硫电池、电催化析氢领域的应用。1、首先合成聚吡咯管,然后原位外延生长二硫化钼,经过碳化和PEDOT层包覆之后制备出Ppy@MoS₂-C@PEDOT复合材料。使用SEM、TEM表征材料的管状形貌,使用XRD、拉曼、红外、XPS、TGA、EDS表征材料的结构和组成。研究发现包裹二硫化钼和PEDOT的氮掺杂碳管做锂离子电池负极活性物质,在0.1 Ag^-1下具有大约1200 mAhg^-1的初始比容量,优异的长循环稳定性(823 mAhg^-1在0.5 Ag^-1下循环圈)和优异的倍率性能,在2 Ag^-1的大电流密度下依然可以提供756 mAhg^-1。由于内部氮掺杂碳管的存在,可缓解二硫化钼因体积变化产生应力而脱落导致活性位点损失,形成异质结构,PEDOT的包覆增加了材料的导电性和稳定性。2、使用冬瓜和MOF（普鲁士蓝类似物）为前驱体通过水热碳化（HTC）和气体活化（CO₂）,合成了过渡金属掺杂的含氮多孔炭材料。利用SEM和TEM表征材料的形貌,使用3Flex表征材料在合成过程中的体积变化,证明最后材料的多孔性。过渡金属掺杂和氮掺杂的多孔炭的载硫量为64%时,锂硫电池首圈放电比容量约1100mAhg^-1,在1 C倍率下,120循环测试材料可逆比容量保持在500 mAhg^-1。对比分析发现,容量提高归因于过渡金属和氮掺杂对多硫化物的化学限域和多孔性炭材料对多硫化物的物理限域的协同作用。3、使用简单的一步碳化法将廉价易得的MOF（普鲁士蓝类似物）作为含有过渡金属Co、Fe、Ni的前驱体,然后使用PZS进行包覆,合成过渡金属磷化物掺杂的多孔炭材料。所制备的炭材料具有较大的比表面积。研究了不同MOFs前驱体掺杂量对材料电化学性能的影响。结果显示,CoPBA-PZS-C-100、NiPBA-PZS-C-100有最佳的电化学性能。