炭材料由于来源广泛、形式多样及易于加工等优点。应用于超级电容器具有优异的循环稳定性和倍率性能,成为应用最广泛的储能材料。但由于炭材料的储能方式为双电层,不发生氧化还原反应,储存的电容量较低。本论文以含有12%的脲醛树脂的废弃纤维板为原料,通过炭化-活化等过程制备负氮多孔活性炭,经混酸处理得到表面功能化的多孔活性炭微颗粒,在此基础上进行改性,或负载金属基等赝电容材料,探究其结构调控机理及电化学性能,为开发高能量密度和优异循环性能的电极材料提供了理论依据。主要成果如下:（1）采用炭化-活化法,以硫磺为硫源,在负氮活性炭的基础上,制备硫、氮共负载活性炭。由于硫原子相对碳原子具有较大的原子半径,插入碳骨架后会导致炭材料结构的变形且增强其电负性,造成边缘缺陷、增加炭材料的亲水性和表面利用率,进一步完善复合电极材料的电化学性能。在电流密度为0.05 A g-1时,硫、氮共负载活性炭电极的比电容为264 F g-1,相对于未载硫的活性炭的比电容(225 F g-1),提高17.3%。采用真空抽滤的方法,将低维材料（MXene或石墨烯）与酸性活性炭复合。低维材料具有导电、粘结和基底的作用,酸性活性炭通过其表面的官能团牢牢锚定在低维材料层间,增大低维材料层间距,形成三维导电网络,在无胶粘剂的情况下,制备柔韧紧密性电极材料,避免胶黏剂的加入,提高了复合电极材料的能量密度、循环性能和倍率性能。（2）在实现炭基复合电极材料双电层储能的基础上,将具有较高理论比电容的二氧化锰和具有结构稳定性的四氧化三钴生长于石墨烯/酸性活性炭复合物表面或层间。形成三维“三明治”结构。金属基材料在电极材料表面或内部发生高度可逆的化学吸脱附和氧化还原反应增加复合电极材料的比电容,在电流密度为50 m A g-1时,复合电极材料的比电容分别高达378 F g-1和564 F g-1。（3）为进一步提高炭基-金属基复合电极材料的电化学性能,通过水热法,将镍钴双金属硒化物与酸性活性炭复合,双金属硒化物直接生长在酸性活性炭表面,构筑出互通贯穿结构,作为电极材料,表现出高的比电容和能量密度。在电流密度为0.5A g-1时,镍钴双金属硒化物/酸性活性炭复合电极的比电容高达1394 Fg-1。为进一步增加双金属硒化物与活性炭复合电极材料的循环稳定性和倍率性能,以单宁为桥梁,在金属硒化物/负氮活性炭材料之间形成类似胶水的氮氧层,作为电极材料。在电流密度为0.5 A g-1时,金属硒化物/活性炭复合电极的比电容高达1262 F g-1。以单宁修饰的镍钴硒化物/活性炭复合物为正极,组装非对称超级电容器,重复循环10000次后,其比电容仍能达到初始值的97.35%。（4）为进一步提高炭基-金属基复合电极材料的电化学活性,分别在水热和液相下,在金属有机框架的表面负载单金属Pd,应用于储能和电化学检测特异性识别H2O2。金属钯修饰的金属有机框架/酸性活性炭复合电极材料修饰的玻碳电极表现出了优异的电化学性能,检测范围分别为10μM-10.2 mM和2μM-17.5 m M。以金属钯修饰的金属有机框架/酸性活性炭复合电极材料为正极,酸性活性炭为负极,在电流密度为5A g-1时,经10000的重复循环恒流充放电后,电容保持率分别为83.579%和78.313%。（5）为进一步提高电极材料的电化学活性,实现复合电极材料活性位点的最大化利用。选择具有较高催化性能的Ni、Mo双金属和金属有机框架结合,在水热和液相方法制备金属Ni、Mo修饰的金属有机框架/酸性活性炭应用于储能和特异性识别过氧化氢。在电流密度为0.5 A g-1时,金属镍、钴修饰的金属有机框架/酸性活性炭复合电极的比电容分别为1178.2 F g-1和1135.7 F g-1。金属镍、钴修饰的金属有机框架/酸性活性炭特异性识别过氧化氢的灵敏度分别为0.277μAμM-1 cm-2和0.188μAμM-1cm-2,检测限分别为0.185μM和0.303μM。在电化学储能和检测的应用中具有更好的发展前景。