碳气凝胶是以碳材料为主体结构构成的一类低密度、高孔隙率、比表面积大、非晶态并具有一定体积的不间断的三围网状结构的材料,并能实现在纳米尺度的修饰和控制。他的使用领域包括,净化吸附材料(水资源净化,包括油水分离、水中重金属离子去除;洁净空气分离,其中包括空气中有机废弃吸附,微波吸收等等);功能性电子器件的电极材料(尤其是在现今非常热门的新型储能设备超级电容器、染料敏化太阳能电池、燃料电池等等);在电分析检测领域应用(有包括检测水中微量的某种粒子而制备的碳气凝胶传感器)等等方面发挥着重要作用,尤其是现今阶段能源危机和环境污染已经成为亟待解决的全球性问题,而恰好碳气凝胶在这两方面都能够发挥出重要作用并且还具有非常远大的应用前景。这篇论文研究内容包括三个方面分别是:(1)通过水热的方法制备得到两种类型的碳气凝胶:一类是第二章的以导电碳材料graphene为主体的无机复合碳气凝胶的制备;第二类是第三章和第四章的以生物组织为来源的植物器官通过碳化的方法得到的另一种无机碳气凝胶;(2)第二章的GO(氧化graphene)/四氧化三铁在油酸包覆作用下,测试这种材料对染料吸附作用,以及这种材料在不同pH条件下稳定性能的测试,以及这种材料的电化学性能是否受到油酸的干扰而减弱;(3)通过对第三章得到的生物质碳气凝胶及其复合碳气凝胶对有机油类的吸附作用表征,可以验证这种材料适合用作水资源净化的油水分离方面;(4)对第四章的生物质碳气凝胶及其复合碳气凝胶的性能特点分析,以及组装形成不对称超级电容器器件,分析器件的不同性能。