作为一类三维的纳米碳材料,碳凝胶（CX）具有密度低、比表面积大、空隙发达等独特的性能,这使其成为许多研究领域的理想材料。然而传统的酚醛类碳凝胶的制备需要使用大量的致癌物质,而且制备时间长,限制了其大规模的应用。另一方面,在污水处理领域中,大部分关于CX的研究都集中在其吸附性能上,很少有关于其作为一种非金属催化剂的报道。因此,找到一种合成CX的快速环保的方法并探索其在催化降解污染物的应用很有必要。本论文以淀粉为碳源,聚苯胺（PANI）为氮源和结构导向剂,通过水热碳化合成掺杂氮的CX,然后探讨其分别作为催化剂和电催化剂在有机废水中的应用,主要结论如下:（1）采用水热法合成CX,然后对其结构进行一系列表征分析。SEM和N2吸附-脱附测试表明CX具有三维多级孔结构和较大的比表面积(573 m~2·g-1)。通过拉曼光谱测得CX的ID/IG值为1.1,表明CX具有较多的缺陷位点。（2）以橙黄Ⅱ（AO7）作为目标污染物研究CX活化过硫酸盐（PS）的性能。降解实验结果表明,CX能够高效活化PS降解AO7,在0.2 g·L-1 CX和0.3 mmol·L-1的条件下,20 mg·L-1的AO7在1 h之内几乎完全去除。通过与其他常见的金属和非金属催化剂相比,CX表现出优异的催化性能,甚至好于传统的均相催化。EPR测试与试剂捕获实验证明了CX活化PS降解有机物是通过非自由基途径,主要的活性物种是单线态氧（~1O2）和表面自由基。CX/PS体系可以在p H 2-11之间保持高效的AO7去除率,较传统的均相高级氧化技术具有更宽的p H适应范围,而且Cl–等共存离子影响小,更适合废水处理,同时这也进一步证实了CX/PS体系降解有机物的非自由基机理。（3）研究了CX电催化原位产H2O2性能及其在电芬顿中的应用。考察了初始p H和电流对H2O2产量的影响,结果发现,H2O2产量随着初始p H值和电流的增加而增加,当初始p H值为7时,1 h内H2O2的产量可达到201.5 mg·L-1;当电流为100 m A时,H2O2的产量可达到455.2 mg·L-1。但是随着电流的增加能耗也不断增加,而且当电流大于40 m A时,电流效率快速下降,因此确定最佳电流为40 m A。电极的稳定性实验表明,在电极重复使用10次后,H2O2产量相对于第一次下降了13%,这说明CX电极具有较好的稳定性。进而考察了电芬顿系统中初始p H值、电流大小和Fe2+浓度对罗丹明B（Rh B）去除效果的影响,结果发现,当p H=3、电流为40 m A、Fe2+浓度为0.4 m M时,Rh B在30 min内就可以完全降解。