碳泡沫因其具备较大比表面结、较高的孔隙率和优良的导电性、吸附性等特征,在电极材料、环保、催化剂载体等各个领域都有着广泛的前景,然而单一的碳泡沫材料较低的能量密度限制了其作为电极材料的商业化发展。可以通过多孔碳与其他材料的复合,提高其电化学性能。本文以苯酚和多聚甲醛为原料合成可发性酚醛树脂,将其与乳化剂、发泡剂和固化剂混合均匀后在65℃条件下发泡制得酚醛泡沫基泡沫体。以酚醛泡沫为载体,将乙酸锰溶液及乙酸钴溶液滴加入开孔率较高泡沫体中,再放入60℃烘箱中干燥后,在惰性气体环境下高温碳化,最后将得到的多孔碳与金属氧化物的复合材料。本论文研究的主要内容如下:⑴以酚醛树脂为碳前驱体,将其与乳化剂、发泡剂石油醚和酸性固化剂混合均匀后在烘箱中发泡,制得酚醛泡沫体。通过控制变量方法,得到最适合的制备条件:m(酚醛树脂):m(EL20):m(石油醚):m(磷酸:苯磺酸=7:3)=100:5:8:8;常压下反应温度65℃。制备孔隙率较高的开孔酚醛泡沫,在反应中加入阴离子型乳化剂十二烷基硫酸钠(SDS),5份的乳化剂中EL20与SDS质量比为3:1时可以得到外观性能上佳的泡沫。⑵利用氧化石墨烯和酚醛泡沫官能团之间的相互作用,在发泡过程中加入一定比例的氧化石墨烯,在高温碳化过程中,炭还原氧化石墨烯就可得到石墨烯/碳泡沫复合材料。在5 mV/s扫描速率下,多孔碳/石墨烯复合材料比电容可达288 F/g,比酚醛树脂基碳泡沫比电容(213 F/g)提高约35%。⑶以开孔率较高的酚醛泡沫为载体,向其滴加乙酸钴乙酸锰混合溶液,吸收完全后烘干,放入管式炉中高温碳化,得到多孔碳/氧化钴/二氧化锰三元复合材料。在5 mV/s扫描速率下,三元复合材料的比电容达到667 F/g,大大增加了材料的电容性能,具备良好的应用前景。