新型纳米铜碳复合材料是以纤维素为模版，铜离子作为金属源通过高温催化工艺所制备的复合材料，镶嵌在碳黑基体中的纳米颗粒具有铜-碳/核-壳的结构。该材料不仅保持了纳米材料的表面效应、界面效应、小尺寸效应等特点，同时也在很大程度上克服了纳米材料易团聚、小尺寸可穿透细胞壁导致不可预料的后果等问题。碳材料优异的机械性能、生物相容性、化学稳定性、大的比表面、低成本等优点使得新型纳米铜碳复合材料在锂离子电池、超级电容器、光催化等方面的应用也越来越广泛。

目前新型纳米铜碳复合材料已经实现了大规模的工业化生产，但纳米铜颗粒的生长影响因素还不甚明确，同时核壳结构形成过程也不甚清楚。因此本文对制备过程中纳米铜颗粒的生长影响因素和核壳结构形成的原理进行了研究，这将为其进一步的应用打下理论基础。本论文主要从制备过程中纳米铜颗粒的生长影响因素、核壳结构的形成原理及其在超级电容器电极材料应用方面进行了探究。

论文主要包括以下几个方面：(1)考察了温度、保温时间对新型纳米纳米铜碳复合材料中纳米铜颗粒生长过程的影响，并运用TEM、XRD等测试手段进行表征分析。(2)类比于铜基CVD制备石墨烯的方法，制备了碳包覆的商业纳米铜、微米铜、铜板材，并运用TEM、XRD、Raman等测试手段探究了新型纳米铜碳复合材料中核壳结构形成原因。(3)　将新型纳米铜碳复合材料进行了碱活化改性，并运用BET、XRD、循环伏安、恒流充放电、交流阻抗等测试手段对其结构和电化学性能进行了探究。

实验结果表明：(1)　纳米铜颗粒的生长随着温度、保温时间逐渐长大，中间经历了中空的状态后，最终形成球状纳米颗粒。(2)　浸渍有硫酸铜溶液的脱脂棉在390　℃热解产生的气氛，对预处理纳米铜、预处理微米铜具有还原作用，能够将氧化铜还原为铜。(3)　在氢氧化钾与新型纳米铜碳复合材料质量比为4：1的条件下，活化温度800　℃对材料电化学性能的提升效果最优，在0.1　A·g-1的电流密度下比容量可达225　F·g-1，同时在5　A·g-1的大电流密度下经过10000次循环之后，库伦效率维持在100%，比容量为180　F·g-1。