生物质废弃物如果处理不当会造成巨大的环境危害,因此人们尝试了各种方法将这些废弃物变废为宝。由生物质废弃物制备成的多孔碳材料可以应用在很多领域,例如作为CO2固体吸附剂,水中有机污染物吸附剂和超级电容器电极材料等。这些应用不但使生物质废弃物发挥了它们的价值,降低了生产多孔碳材料的成本,同时还能给解决能源短缺和环境危机带来新的思路。本文使用糠醛渣作为前驱体,采用一步炭化活化法制备糠醛渣基碳材料FRKCs,将其用于CO2固体吸附剂和超级电容器电极材料。后将尿素作为氮源,制备得到糠醛渣基氮掺杂碳材料FRKC-N,并将其用于CO2固体吸附剂,染料吸附剂和超级电容器电极材料。论文的主要工作如下:(1)以糠醛渣为前驱体,以K2CO3为固体活化剂,CO2为活化气体,采用一步炭化活化法制备糠醛渣基碳材料FRKCs。其中,800℃下的炭化材料FRKC-800在273 K、298 K和318 K,1bar条件下,对CO2均有最大的吸附量,分别为4.28、3.06和2.21 mmol/g,CO2等量吸附热最高为45.5 kJ/mol,同时样品对CO2/N2吸附选择性分别为25、23、20。在6 M KOH溶液中测试了三电极体系下的电容性能,0.1 A/g的电流密度下,FRKC-800的比电容值为224.9 F/g。经10000次循环后,FRKC-800的电容保留率仍然高达93.5%。(2)将FRKC-800用尿素进行掺氮,制备得到糠醛渣基氮掺杂碳材料 FRKC-N。在 273 K、298 K 和 318 K,1 bar 条件下,FRKC-N对CO2均有更大的吸附量,分别为4.77、3.36和2.50mmol/g,CO2等量吸附热最高为50.3 kJ/mol,同时样品FRKC-N对CO2/N2吸附选择性分别为30、24、26。在6 M KOH溶液中测试了三电极体系下的电容性能,FRKC-N在0.1 A/g电流密度下的比电容值为284.8 F/g。经10000次循环后,FRKC-N的电容保留率仍然高达95.7%。在染料吸附方面,FRKC-N和FRKC-800对MB的最大吸附容量分别为616.4 mg/g和573.5 mg/g,最大移除率分别为99.7%和99.1%。另外,FRKC-N对MO和RhB的吸附容量分别是354.4 mg/g和417.7 mg/g。动力学和等温线拟合表明其吸附与准二级动力学模型和Langmuir吸附等温线模型一致。