近年来,可再生资源作为碳前驱体来制备多孔碳越来越受重视。就可持续和清洁化问题而言,糖作为前驱体制备碳材料在未来有越来越多的应用。本文采用糖作为碳前驱体,聚丙烯酰胺凝胶为骨架,制备糖碳,之后分别进行高温活化和低温活化制备多孔碳,将其作为锂离子电池负极材料,分析其在电化学上的应用,主要研究内容和结论如下:(1)采用四种可溶性糖作为碳源,其中包括两种单糖(葡萄糖和果糖)和两种双糖(麦芽糖和蔗糖),聚丙烯酰胺水凝胶作为三维骨架,材料经高温碳化之后形成内部致密无孔的碳块体。通过对糖和丙烯酰胺反应的产物进行核磁氢谱分析发现二者之间没有发生化学反应,两者之间仅有物理键进行连接,氢键起到非常重要的作用,在热处理过程中作为牺牲键抑制因温度产生的膨胀。并对糖-聚丙烯酰胺(Sugar-PAM)水凝胶进行热重分析,之后将不同温度下的样品进行傅里叶红外分析,研究其碳化过程中的反应和官能团的变化,将经1200℃碳化处理的样品进行形貌结构表征,经过计算发现四种样品的碳留存率在90%左右。(2)以葡萄糖作为碳前驱体,通过采用聚丙烯酰胺水凝胶制备糖碳,经KOH处理在800℃活化2 h制备多孔碳,研究不同的葡萄糖浓度对多孔碳材料比表面积、孔径和电化学性能的影响,最终发现因不同糖浓度制备的多孔碳在经活化处理后导致不同的比表面积和孔体积,糖浓度与比表面积会和孔体积并不呈线性关系,当葡萄糖浓度为0.1 g/ml时,相较于其他糖浓度制备的碳材料的电化学性能要好,其首次放电比容量为1962 m Ah/g,首次充电比容量为468 m Ah/g。(3)利用KOH与糖的反应,低温环境活化制备多孔碳,将其作为锂离子电池负极材料,分析其电化学应用。制备Sugar-PAM水凝胶,干燥后,通过KOH溶液对其进行溶胀,之后进行低温阶梯预碳化和活化,再高温碳化制得多孔糖碳材料。进行TGA和FTIR测试,结果表明四种糖中只有前三种糖可以进行低温活化,KOH不仅可以与糖反应生成氢气生成气孔,并且KOH还可以破坏凝胶的氢键网络阻止在热处理过程中气孔的愈合。低温活化制备的多孔碳经氮气脱吸附测试发现产生的孔径中微孔体积占据总孔体积的80%以上。研究结果表明葡萄糖作为碳前驱体制备的多孔碳作为锂离子电池负极,电化学性能相对较好。之后探究不同浓度KOH低温活化对碳结构和电化学性能的影响,结果表明经800 g/L KOH低温活化的多孔碳电化学性能相对较好。