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木质素是可再生木质纤维类生物质资源三大主要成分之一,储量丰富且含碳量超过50%,成为制备中孔炭材料的理想碳前驱体。诸多中孔炭制备方法中,模板法展现出十分优异的孔结构调控性能,然而工业木质素分子结构高度复杂,单独以硅基多孔分子筛和嵌段聚合物为模板剂容易造成孔道坍塌、多孔性变差。本论文根据木质素分子结构特点,选择纳米Mg O和Pluronic F127为模板剂制备中孔炭材料,系统考察了制备工艺条件对孔结构的影响,并作为超级电容器电极材料评估其电化学性能,进一步探讨了双模板法炭化过程中各组分的热化学行为,并对木质素基中孔炭活化以提高电容性能。具体研究内容和结果如下:（1）模板法制备木质素基中孔炭材料及电化学性能研究以造纸黑液碱木质素为碳前驱体,双模板法制备木质素基中孔炭材料,系统研究了模板剂的成孔机理、质量比及前驱体复合物干燥方式等工艺条件对孔结构的影响。硬模板剂纳米MgO以空间占位作用充当主模板剂,软模板剂Pluronic F127通过阻碍Mg2+团聚同时作为分散剂。所得炭材料比表面积、孔容积分别高达712 m2/g、0.90 cm3/g,中孔率超过83%,孔径集中分布在9 nm左右。作为超级电容器电极材料时,比电容为186.3 F/g,循环5 000次后保持率高达93.4%。（2）模板法制备木质素基中孔炭材料热化学行为研究采用TG-FTIR-MS联用技术模拟炭化过程,实时采集分析热解产物,并结合半焦红外谱图分析探究双模板法炭化过程中各组分的热化学行为。结果表明,模板剂炭化后无焦炭生成,木质素是中孔炭材料的唯一碳源。炭化过程中主要生成了CO、H2O、CO2、甲烷、乙醛等小分子物质以及C2+·、O+·、CH2+·、C2H6+·和C3H6+·等过渡态离子碎片。此外,随着炭化温度升高,脂肪族C–C、C–O键率先断裂,然后F127和Mg（CH3COO）2·4H——2O完全热解,木质素中与苯环相连的C–H、C=C及C–C键相继断裂,600℃后苯环上C=C键断裂形成无定型结构的焦炭,800℃以后炭化基本结束,炭材料表面形成了少量含氧官能团。（3）木质素基中孔炭材料的活化及电容性能研究以CO2、KOH为活化剂优化木质素基中孔炭材料孔道结构以提高电解液离子在孔道内的扩散速度,制得木质素基分级孔炭材料,孔径分布分别在0.8、1.2和10 nm左右。此外,比表面积显著增大,电荷存储能力得以有效提高。CO2活化且烧失率为46.4%时,比表面积和孔容积分别为1 945 m2/g、2.47 cm3/g,接近活化前木质素基中孔炭的3倍,比电容高达320.9 F/g;KOH活化且KOH/中孔炭质量比2:1时所得分级孔炭的比表面积、孔容积分别为1 490 m2/g、1.32 cm3/g,比电容高达350.1 F/g。