新型的多孔碳材料如高比表面积的活性炭和高疏水高吸油性能的大孔炭等由于其独特的孔径结构而具有优异的气体吸附、油品吸收等性能,从而广泛应用于气体存储/分离、油水分离/溢油处理等方面。目前,如何高效、环保、经济的制备这些碳材料是当今科学界面临的一大挑战。本论文以廉价易得且富含天然类石墨烯结构的石油沥青为碳源,制备了超高比表面积的沥青基活性炭、高疏水高吸油性能的大孔炭,研究了他们在气体存储和油水分离的应用,另外,本论文还探讨了液相物性对大孔炭材料吸油性能的影响。以乳化沥青为碳源,KOH为活化剂,简便、高效的一步碳化法制备了以微孔结构为主并含有一定量介孔结构的超高比表面积的活性炭。制备的活性炭表现出优越的CO2和CH4吸附能力,样品AC4比表面积最大,高达2736m2/g,并且在高压区内表现出最大气体吸附量,CO2和CH4分别为19.31mmol/g和9.85mmol/g。样品AC2表现出低压区内最大的气体吸附能力,CO2和CH4分别为3.97mmol/g和4.22mmol/g。本论文以廉价易得的石油沥青为碳源,以商品化的密胺海绵为大孔模板,采用一种简单、高效的浸渍-碳化的工艺合成了三种高疏水和高亲油的沥青/密胺海绵基复合大孔炭材料(AMS)。其一,以富含沥青质的脱油沥青DOA为碳源,制得了大孔炭AMS-d;其二,以沥青质含量较低的石油沥青为碳源,制得了大孔炭AMS-a;其三,考虑到有机溶剂的挥发性,本文使用乳化沥青为碳源,使整个制备过程在水相中进行,避免了有机溶剂的使用,绿色、环保的制备了性能优异的大孔炭AMS-e,吸油能力显著高于以上两种材料,吸油量可达自身重量的90~246倍。本论文考察了液相物性对沥青/密胺海绵基复合大孔炭材料吸液性能的影响,结果证明,有机溶剂和表面活性剂都可以有效的降低水溶液的表面张力,降低液滴在海绵炭表面的接触角,实现海绵炭在混合液中由疏水到吸液的改变。而盐溶液的加入可以增加水溶液的表面张力和接触角,不利于海绵炭吸液。因此,海绵炭对含有机溶剂和表面活性剂的污水具有良好的吸收效果,对高盐废水难以发挥作用。