随着化石能源的不断消耗及其所带来的环境污染的日益严重,强烈需求发展诸如风能、太阳能、核能等绿色可持续能源,但这些能源的储存问题,是影响它们充分发展的关键。超级电容器等化学储能器件的出现,很好地解决了这个问题。超级电容器(SC)因具有高功率密度、循环次数几乎无限等优点,而被广泛用于存储器备用电源系统、工业电源和能量管理系统。多孔炭材料常用作SC的电极材料,其中含氮多孔炭具有比纯碳材料更优异的电化学性能而受到人们青睐。本文以含氮单体喹啉为原料、三氯化铝为催化剂,采用自升压法制备了高纯的喹啉沥青,测量了其软化点、结焦值、族组成、灰分等基本性质,利用FTIR、UV-vis、GC-MS、GPC、XPS分析了其化学结构,接着通过TG/DTG、XRD、Raman、PLM研究了其碳化行为及焦炭的微观结构,最后通过KOH和Zn Cl2活化制备了含氮多孔炭(NPC),利用XRD、Raman、XPS、N2吸附测量仪及SEM、TEM分析了炭骨架结构、孔结构及形貌和表面性质,在6M KOH溶液中通过三电极测试系统详细地考察了其电容性能。研究结果表明:(1)合成的喹啉沥青是由不同分子量的含氮芳烃组成,数均分子量在255左右,且灰分低(<1%)、结焦值高(58.43%)、氮含量达8.22 wt%,是一种优质的含氮炭材料前驱体。(2)在碳化过程中,喹啉沥青在170℃、240℃、420℃有3个较明显的失重峰;热解活化能Ea随转化率α的增大呈先减小后增大,再减小再增大的变化规律;随碳化温度升高,焦炭的乱层结构逐渐向类石墨结构转变,微晶中碳网的缺陷程度变大;所制得焦炭的光学组织以大片为主。(3)KOH活化效果远好于Zn Cl2;当碱炭比为3、活化温度为700℃时,制备的NPC具有分级孔结构,主要为微孔和中孔,表面氮含量为3.69wt%,比表面积达2562m2/g;在电流密度为0.5A/g时,具有452F/g的高比电容,而在50A/g的高电流密度下,仍然具有260F/g比电容;它的电容由赝电容和双电层电容构成,其中双电层电容占主要部分;在1A/g电流密度下,经10000次循环后还有91%的电容保持率。