聚合物由于其优异的性能而被广泛地应用于人类的现代生活中,但绝大多数聚合物不是生物可降解的,所以在大量使用的同时带来了数目庞大的的废旧聚合物,给人类的生存环境带来了严重的影响。如何处理日益增长的废旧聚合物,特别是塑料,已经成为影响我国乃至全世界可持续发展的重要因素之一,而碳元素是这些废旧聚合物的主要元素。因而,将聚合物作为碳源,研究其碳化反应,来制备高附加值的碳材料是非常有必要的。这是一种极具潜力的新方法,进而可为废旧聚合物回收和再利用提供新的可持续的化学回收途径。而碳纳米材料因其具有独特的结构和奇妙的电学、力学和机械特性以及量子尺寸效应,被广泛地应用于新能源、环境、生物、医药、信息、国防军事等诸多领域。本文以有机改性蒙脱土(OMMT)和氧化镁(MgO)为模板,分别催化废旧聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)饮料瓶和聚苯乙烯(PS)碳化,得到碳纳米材料,具体内容如下:1、废旧聚PET饮料瓶在OMMT模板催化剂作用下得到碳纳米片(CNS),然后用KOH活化制得多孔碳纳米片(PCNS)。并研究了CNS和PCNS的形貌、微观结构、结晶结构、孔结构、表面元素组成和热稳定性等。PCNS具有很高的比表面积(2236 m~2/g)和大孔体积(3.000 cm~3/g)。更为重要的是当电流密度为0.2 A/g时,PCNS在6 mol/L的KOH溶液中比电容可达169 F/g。从而提出一种可持续的回收废旧PET制备碳材料的新方法。2、采用一锅法,以不同形貌的MgO为模板催化剂,在700℃下成功将PS转化为多孔碳片(PCS)和中空碳球(HCS)。利用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、热重分析(TGA)和拉曼光谱等分析手段对所得到的纳米碳的形貌、微观结构、表面元素组成、热稳定性和孔结构进行了表征测试。纳米碳的产率随着MgO与PS的质量比的增加而增加。氧化镁在碳纳米结构的形状可控生长过程中起着模板剂的作用。在没有任何活化过程的前提下,PCS和HCS的比表面积分别达到854和523 m~2/g,而将PCS作为吸附剂进行吸附测试时,对亚甲基蓝(MB)的吸附量可达358.8 mg/g。此外,为了阐述反应机理,我们将PS与MgO以不同的混合方式进行了裂解实验,并通过GC和GC-MS对裂解产物的组成进行了表征。当使用多边体MgO时,裂解得到的液体产物中苯乙烯的含量可达50%。这种方案提出了一种简单的方法,使用价格便宜且容易除去的模板催化剂,可将PS转化成高价值的纳米碳和化工产品。