本发明公开了一种微尺度下同步模板活化法制备多功能炭材料的方法，本方法采用生物质（稻壳、稻草）和生物质残渣（木糖渣、糠醛渣）为原料，采用同步模板活化法，经过低温碳化，碱液低温浸渍、高温刻蚀活化的方法制备多功能炭材料。在宏观上调节模板剂、催化剂浓度及用量作用在微尺度下调控炭材料的孔道结构，进一步提高炭材料比表面，从而改善炭材料的性能。本发明的方法以储量丰富、廉价易得的生物质稻壳、稻草以及木糖、糠醛生产的残渣等为原料，即可解决因生物质资源不合理利用而产生的污染问题，又提供了一种制备多功能多用途炭材料的方法。所制备的炭材料具有高的比表面积、优良的吸附性、电化学性能、循环稳定性、可逆性等特点。