1、作為可再生資源，農林廢棄生物質的利用引起人們的極大關注。與露天焚燒相比，生物質熱解是一種綠色、低污染的處理方法，其產物主要包括生物炭、生物油和熱解氣。本論文研究了生物質熱解得到的生物炭在環(huán)境及儲能方面的應用，以及利用熱解氣合成碳納米材料。其中，稻殼生物炭用作底泥修復劑，來限制底泥中污染物的釋放，防止污染物向上覆水遷移。生物質熱解得到的氮摻雜多孔碳材料有著較好的電化學性能，能用作超級電容的電極材料。最后利用各種生物質熱解氣合成3D石墨烯泡

2、沫，實現了廢氣的資源化。論文的具體研究內容和結果如下:
　　1.底泥中污染物的釋放是人們比較關心的話題，作為低成本和無毒的材料，稻殼生物炭可以實現對污染底泥的原位修復。在實驗中，我們用不同厚度的生物炭(0.62，1.25，3.33和6.20mm)對銅離子和4-氯酚污染的底泥進行修復。結果顯示，在pH為5或7時，一定厚度的生物炭可以有效抑制銅和4-氯酚的釋放，并使水體中污染物濃度符合相關國家標準。對于pH為3的高酸性水體，與空白組相

3、比，6.20mm厚的生物炭可以把上覆水中銅離子的濃度減少10倍以上。釋放動力學模擬結果說明，生物炭的加入可以增加污染物的傳質阻力，多孔表面和豐富的官能團抑制了污染物從底泥向水體的釋放。
　　2.用麥秸稈生物質作為碳源，三聚氰胺作為氮源，混合鹽作為反應溶劑和造孔劑，一步制備得到了氮摻雜的多孔生物質基碳材料。超級電容器電極測試結果顯示，氮含量為7.78％的材料有著較高的電容性能(447F/g)，其主要原因是在鹽模板活化反應中氮摻雜和比

4、表面的提高。同時，在最佳摻雜比例下（1g生物質:1g三聚氰胺），熱解產物中硅的去除有助于提高材料電容性能，但是熱解前原材料直接去硅對材料的電化學性能有負面影響，這是因為硅在熱解摻氮過程中能夠催化活性氮形成，并在后續(xù)的處理中起著造孔作用。
　　3.生物質熱解過程中產生的大量廢氣通常隨惰性載氣一起被排放，造成大氣污染。在實驗中，我們采用熱重力學分析和傅里葉紅外變換聯用技術(TGA-FTIR)對纖維素和木質素的熱解氣相產物進行了分析，發(fā)