随着经济社会的快速发展，化石能源的大量消耗和日益枯竭以及人们对环境污染的不断重视，对于新能源汽车的呼声越来越高，二次联用电池的发展也越来越迫切。不少研究者将研究的重点集中在了寻找充放电迅速且稳定，成本低，循环稳定性高的且环境友好型的新能源材料的研究上。超级电容器拥有比电容较高，循环稳定性好，价格低廉以及环境友好，功率密度高等一系列优点，而逐渐成为人们研究和开发的重点。由于生物质原材料来源非常丰富，种类众多，并且价格低廉，具有可再生性等优点，是较为有潜力的制备多孔碳材料的主要原料。本文以大宗可再生农产品棉花为原料，利用简单便捷环保的一步碳化活化法，制备氮和氧掺杂的多孔碳材料，并对其电化学性能进行了系统地表征。本论文所做的工作如下：1 以KOH为活化剂，棉花为原料，选取700 ℃，800 ℃及900 ℃三个不同温度下碳化活化，制备出具有高性能的多孔碳材料，将其用作超级电容器的电极材料，命名为COH-700，COH-800及COH-900。其中，COH-800具有1268.6 m2 g-1的高比表面积。在三电极体系下，碱性电解液中，当电流密度为0.5 A g-1时，比电容达到252 F g-1。在双电极体系下，当电流密度为0.5 A g-1时，比电容容量能达到229 F g-1，当电流密度达到10 A g-1时，材料的大电流下的比电容的保留率为86 %，倍率特性优异。同时，材料拥有良好的循环稳定性，经过10000次循环后，比电容依旧保持在初始值的88 %。优异的电化学性能，原料价格低廉且易得，加上制备方法简便的优点，这些使得COH-800在超级电容器领域有着较好的应用前景。2 以棉花为原料，以磷酸氢二氨（DAP）为活化剂以及氮源，经碳化与氧化后，制备出具有优异电化学性能的超级电容器电极材料。结果显示：磷酸氢二氨（DAP）不仅有助于材料碳化孔结构的生成，使碳材料比表面积增大，并且使得材料的产率得到显著提升（38 %），并且为碳材料内部成功引入了氮源。最终，经350 ℃ 氧化的材料（CDAP800-350）成功引入了大量的氧元素，提高了材料表面的润湿性。CDAP800-350的表面积可达1200 m2 g-1，同时电化学性能表现出色，在三电极体系中，在电流密度为0.5 A g-1，6M KOH电解液中比电容可达292 F g-1，并且在电流密度为10 A g-1时，比电容容量达到233 F g-1，表明其具有优异的倍率特性（保留率为初始的80 %）。此外，在5 A g-1的电流密度下循环5000次后，比电容容量仍可保持初始容量的92 %。在双电极体系中，6 M KOH为电解液，CDAP800-350比电容可达270 F g-1，并且在电流密度为10 A g-1时比电容容量为212 F g-1，表明其具有优异的倍率特性（保留率为初始的79 %）。此外，循环5000次后材料的电化学性能并未大幅衰减，可以维持在初始值的86 %左右。在功率密度最高达到250 W kg-1时，能量密度最高可达18 W kg-1。