能源是国民经济的命脉,对全球经济和国际战略格局都产生着深远的影响。随着科技的进步和社会经济的高速发展,能源问题日渐突出,尤其是化石能源等不可再生能源的消耗和日益严重的环境污染已经成为了21世纪人类急需解决的问题。超级电容器具有超高的电容量、漏电流极小、功率密度高、充放电效率高、寿命超长、放置时间长和耐温范围宽等特点引起了广大研究者的关注和认可。碳材料因种类多样、价格低廉并且具有较高的比表面积、较高的导电率、非常好的电化学稳定性和循环稳定性而被作为一种重要的电极材料应用于超级电容器中。但是碳材料也有比电容较低、能量密度低的缺点。超级电容器电极材料的另一大组成部分是具有氧化还原性质的金属赝电容材料。相较于碳材料,金属赝电容材料则具有比电容较高、能量密度较高的优点和循环寿命较低、电势范围较窄的缺点。而近年来出现的金属赝电容材料与碳材料相结合的杂化材料既能够发挥出两种材料的优点,又能一定程度得弥补两者的缺点,愈加受到人们的重视。本论文主要是基于三种不同的思路,合成了三种金属掺杂的多孔碳材料。并研究了复合材料的形貌结构和电化学性能。第一种,以配合物Ti[salophen]为原料,通过傅克反应合成出了一种含金属钛的聚合物,随后在N2保护下碳化得到了钛掺杂多孔碳材料。比表面积很小的配合物合成了比表面积达到1044 m2?g-1的聚合物,碳化后的钛掺杂多孔碳材料中含片状结构,增大了比表面积,有利于离子电子通过。研究发现,金属掺杂后比不掺杂的多孔碳材料的充放电电势窗口有所增加(1 V增加值1.5 V)。在电流密度在1 A?g-1时,比电容由111.2 F?g-1提升至134.9 F?g-1,并且循环1000次后,电容还剩余93.44%。表明金属配合物作为碳前躯体的合成可能性以及作为超级电容器电极材料的潜在应用前景。第二种,以鸡蛋膜为基底,水热法在鸡蛋膜上生长了Co4S3,之后在N2保护下碳化得到了Co4S3掺杂多孔碳材料Co4S3/C。水热法直接在鸡蛋膜结构骨架上生长了Co4S3颗粒,碳化后制备了Co4S3/C电极复合材料。通过扫描电镜可以看到鸡蛋膜疏松多孔的骨架结构为Co4S3附着提供了更多的空间位置。Co4S3成功且较均匀生长在了鸡蛋膜骨架上,碳化Co4S3后仍和C紧密得复合在一起。在电化学测试中可以发现,复合材料拓宽了电势窗口,能够综合碳材料高比表面积的性质、优良的导电性和Co4S3的赝电容性质,材料表现了良好的电化学性质和电容性质。经测试,循环1000次后,电容还剩余86.2%,具有良好的循环稳定性;在电流密度是1 A?g-1时,比电容达到167.2 F?g-1。相比于Co4S3和鸡蛋膜碳化后的碳材料,Co4S3/C复合材料的电化学性能有明显提升。这些都充分说明鸡蛋膜作为复合材料基底很优越的应用前景。第三种,先水热法合成了管状MnO2,然后在MnO2,外包裹了一层SiO2,以SiO2为模板长了一层高分子,在N2保护下碳化后洗去模板SiO2,首次合成了核壳结构MnO2@C的锰掺杂多孔碳复合材料。针对性的对MnO2@C核壳结构复合材料进行了形貌结构表征以及电化学测试,研究发现,水热法合成的MnO2外部都均匀地包裹了一层多孔碳结构,多孔碳材料不仅极大得增大了MnO2的导电性,其较大的比表面积也为MnO2发生氧化还原反应和电子传递提供了通道,两者优势互补,提升了材料的电化学性能。在电流密度是1 A?g-1时,比电容达到196.2 F?g-1,相对于纯的MnO2(33 F?g-1)和碳材料(113.2F?g-1)而言,性能具有显著的提升。