多孔碳材料因其具有丰富的孔道结构、较大的比表面积、化学热稳定性等优良的性质而被广泛应用在吸附、分离、催化以及电化学领域。通过设置特定的合成方法,不仅能够简化合成步骤、优化合成工艺,而且能对其形貌和结构进行有效的调控。本文采用模板法,在优化合成工艺的基础上,实现了对碳材料形貌的有效控制,并探究它们在超级电容器领域的应用。论文的主要研究内容如下:1)本章节提出了一种简单、基于傅克反应的合成中空介孔碳球（HMCSs）的方法。在这种方法中,十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）的协同作用下,粒径均匀的聚苯乙烯微球（PSs）在悬浊液胶体中,被包覆一层介孔二氧化硅壳层形成核壳结构。然后,作为内核的PSs被三氯甲烷所溶解后,所形成的液态聚苯乙烯吸附在介孔二氧化硅的孔道内。与此同时,聚苯乙烯分子之间在无水氯化铝的作用下发生交联反应。最后,高温碳化交联后的微球、去除二氧化硅后,得到孔径分布集中的HMCSs。当HMCSs被用作超级电容器的电极材料时,展现了较好的电容性和电化学稳定性。2)近年来,多级孔道结构的膜状碳材料,因它们能够提供较多供离子传输的孔道,同时能够缩短离子传输路径而受到人们的青睐。这里,我们探究了一种“限域热解沉积”来合成三维掺氮多级孔道膜状碳（N-THPMC）的方法。该方法通过将溶剂挥发自组装的方式将硝酸镍、二氧化硅低聚物和三嵌段共聚物P123包覆到商业化的聚酰胺有机膜（PAM）上。在高温处理的过程中,介孔二氧化硅层和镍的化合物分别作为合成碳的“限于空间”和催化剂,而这两个因素也是形成碳结构的必要条件。来自于PAM分解的有机气体在“限定的空间”内发生催化沉积形成碳材料。拥有大孔、介孔、微孔、氮掺杂（2.9%）和大比表面积(994 m² g^-1)的N-THPMC很好地继承了PAM的膜状和孔道结构。N-THPMC作为一种无粘合剂的超级电容器的电极材料,在6 M KOH电解液体系中,电流密度为1 A g^-1时的比电容值为252 F g^-1。经过5000圈的循环后,电容值依然保持在初始值的92.7%。3)近几年,中空介孔碳球（HMCSs）因为它们优异的性能而被广泛关注。在本章当中,我们展示了一种有效合成HMCSs的方法—“限域热解沉积”法。在这种方法中,聚苯乙烯微球（PSs）不仅作为硬模板,而且还是碳的前驱体。在介孔二氧化硅表面包覆一层PVP来提供“限域空间”,得到的HMCSs有着较大的比表面积。在热解过程中,从PSs分解而来的有机气体在介孔二氧化硅的孔道内被“限制”,同时在铁化合物作为催化剂的条件下将其催化成碳。PVP不仅能够改善HMCSs的单分散性,而且能够引入氮杂原子从而来改善其作为电极材料在电解液中的润湿性。所得HMCSs具有均匀的粒径、较窄的孔径分布和良好的电化学性能。