多孔炭材料由于高的比表面积、发达的孔结构、良好的导电性、优良的物化稳定性及成本低等特点,使其可以广泛应用于气体吸附、化学储能、催化剂载体等领域。制备多孔炭材料的前驱物有很多种,而生物质资源丰富,绿色无污染,价格低廉,是一种很好的前驱物。因此以生物质为前驱物制备生物质多孔炭材料,可以降低制备成本,实现资源最大化利用。本文中,我们以竹笋壳和大蒜皮两种生物质为碳源分别制备几种高比表面积的多孔炭材料,通过进一步调控生物质多孔炭的结构,使其更加适用于CO₂吸附和超级电容器电极材料,并探究多孔炭的结构对CO₂吸附和超级电容器性能的影响。本论文的主要研究内容如下:首先,以农业生物废弃物竹笋壳为原料,三聚氰胺为氮源,采用水热炭化后进行KOH活化制备得到N掺杂层次多孔炭。未掺杂N的多孔炭具有高的介孔率和一定量的微孔与合适的比表面积,CO₂吸附量在0 ^oC和25 ^oC下分别为5.23mmol/g和3.29 mmol/g。掺杂N的多孔炭比表面积最高达到3350 m²/g,介孔主要集中在2.8 nm处。多孔炭作为超级电容器电极材料呈现出良好的电容性能,在6 M KOH电解质中,电流密度为0.5 A/g时比电容达到209 F/g,即使在高电流密度10 A/g下,比电容仍达到188 F/g。此外,其还表现出良好的循环稳定性,在电流密度为10 A/g时,即使循环10000次后,比电容也能保持初始电容量的95%。其次,以农业废弃物大蒜皮为碳前驱物,通过高温碳化和KOH活化,制备的大蒜皮多孔炭的比表面积和孔体积分别为1248 m²/g和0.68 cm³/g。结果表明,比表面积和孔体积对CO₂吸附影响较小,高的微孔率加以适当的比表面积和孔径使其具有较高的CO₂吸附量。制备的大蒜皮多孔炭在室温1 bar条件下的CO₂吸附量为4.1 mmol/g。这个结果对生物质多孔炭的设计与合成,对利用普通农业废弃物资源制备高效的CO₂吸附剂具有重要的启示意义。最后,考虑到水热碳化的优点,我们仍以农业废弃物大蒜皮作为碳源,通过水热碳化和KOH活化制备得到比表面积达到941 m²/g的多孔炭。虽然其比表面积不是很高,但是微孔率达到98.04%,从而使得CO₂吸附量在室温1 bar条件下高达4.22 mmol/g,表明制备的多孔炭是一种很好的CO₂吸附材料。