多孔碳纳米材料,因其具有较大的比表面积,可调控的孔隙结构、良好的导电性、良好的化学稳定性等特点,使其在超级电容器和电化学传感中的应用上受到越来越广泛的关注。超级电容器和电化学传感的性能极大地取决于电极材料,因而选用新的碳源,采用新的制备方法,制备新型的多孔碳材料,并开展其在超级电容器和电化学传感中的应用研究具有重要意义。本文以几种不同物质为碳源,采用不同的合成方法制备了几种新型的多孔碳纳米材料,并开展了它们在超级电容器和生物小分子的电化学检测中的应用研究。主要内容如下:(1)以廉价的的稻壳为原料,采用直接碳化和同步KOH激活法制备了新型的多孔炭材料。该多孔碳材料用作超级电容器活性材料,具有较大的比容、良好的倍率性能和优良的循环稳定性。(2)以钴离子吸附的D113型阳离子交换树脂为原料,采用直接碳化和同步KOH激活法制备了高比表面积的三维激活石墨烯。在三维激活石墨烯存在下,共聚间氨基苯磺酸和苯胺制备了三维网状活化石墨烯-磺酸聚合物复合材料。该复合材料修饰的玻碳电极能在尿酸和抗坏血酸共存下选择性地检测多巴胺,具有线性范围广、灵敏度高、检测限低等优点。(3)直接热处理聚苯胺和硝酸钴的混合物制备了三维网状结构石墨烯。采用扫描电镜、透射电镜、X电子衍射等对材料进行了表征,揭示了三维石墨烯的形成机理。该三维石墨烯修饰的玻碳电极能同时电化学检测抗坏血酸、多巴胺和尿酸,具有灵敏度高、检测限低等优点。