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氮掺杂多孔炭由于其碳骨架上的含氮官能团可以提供赝电容并增强材料的表面润湿性,因而其作为超级电容器电极材料受到研究人员广泛的关注。重质有机物主要组分为胶质和沥青质,具有含碳量高、芳香度高、容易聚合和交联等特点,适宜作为制备各种功能性炭素材料的前驱体。本文主要以煤液化残渣中提取的沥青质为碳源,三聚氰胺为氮源,分别采用模板法和KOH活化法,制备氮掺杂多孔炭；通过改变合成工艺及参数,研究氮掺杂多孔炭孔隙结构和表面化学特性变化规律,以及氮掺杂多孔炭与电化学性能的关系。主要研究内容和成果如下：模板法：1)化学共混炭化：将三聚氰胺、甲醛体系加入沥青质、柠檬酸镁混合,混合物经固化、炭化、除模板等过程,制备了氮掺杂多孔炭,考察了模板与沥青质的质量比和炭化温度对多孔炭孔结构、氮含量和电化学性能的影响。结果表明,当模板与沥青质的质量比为3∶1,炭化温度为700℃时,所得样品的比表面积为1388m2g-1,氮含量为4.22wt.%,在电流密度为0.1Ag-1下的质量比电容高达260Fg-1,电流密度升至4Ag-1质量比电容仍可达214Fg1-；在电流密度为1Ag-1下,经5000次循环后,电容保持率可达92%以上。2)机械共混炭化：将沥青质与三聚氰胺按1∶1的质量比混合,与柠檬酸镁混合,经炭化、除模板等过程,制备了氮掺杂多孔炭。结果表明,在700℃炭化条件下,所得样品具有较高的质量比电容：0.1Ag-1电流密度下,质量比电容为209Fg-1,与其较高的比表面积(1003m2g-1)和氮含量(3.18wt.%)相关。相同条件下,采用化学共混炭化法制备所得氮掺杂多孔炭具有较高的比表面积和氮含量,而机械混合可获得较大孔容和平均孔径的氮掺杂多孔炭。KOH活化法：将沥青质与三聚氰胺充分混合,经炭化得富氮前驱体(NC),与KOH混合,活化后制备了氮掺杂活性炭。当KOH/NC质量比由0.5∶1增加到4∶1时,样品的BET比表面积从806m2g-1增大到2952m2g-1,而氮含量从3.58wt.%减小到0.19wt.%。当KOH/NC质量比为1∶1时,样品的比表面积为1264m2g-1,含氮量为1.81wt.%,在电流密度为0.1Ag-1时,质量比电容高达295Fg-1,电流密度升至到4Ag-1时,仍能达241Fg-1；在电流密度为1Ag-1。下,经5000次循环,电容保持率为94%以上。氮原子的存在有利于KOH活化。