三维多孔碳基材料由于具有体积密度小、比表面积大以及相对质量轻等特点在吸波材料和锂离子电池电极材料领域得到了广泛关注。然而,传统的三维多孔碳基材料制备方法往往存在工艺复杂、成本较高以及产率较低等缺陷,因此设计一种新型的具备工艺简单、成本低、环境友好和产率高等特点的三维多孔碳基材料具有重要的理论与实际意义。本研究以细菌纤维素（BC）作为碳源制备了一种新型的三维多孔碳纳米纤维（PBC）,并对PBC进行了表面氧化改性。SEM和FT-IR结果显示,改性后的PBC纤维表面增加了大量羧基基团。为了提高PBC的吸波性能,采用化学共沉淀法制备了PBC/Fe₃O₄磁性复合材料。SEM和TEM观察发现,PBC/Fe₃O₄复合材料具有三维多孔结构;未改性PBC中的Fe₃O₄趋于自团聚,平均粒径为9.3nm;而改性PBC中的Fe₃O₄均匀包覆在纤维表面,平均粒径为5.4 nm,且随着铁离子浓度的提高,Fe₃O₄含量逐渐增加。XRD和VSM结果显示,未改性PBC中的Fe₃O₄结晶度高,磁性强;而改性PBC中的Fe₃O₄结晶度较低,磁性较弱。改性PBC/Fe₃O₄复合材料提高了材料的阻抗匹配,在频率9.12 GHz处,厚度为3.4 mm时,最大的反射损耗高达-62.1 dB,其吸波性能显著高于纯PBC、Fe₃O₄、机械混合法制备的PBC/Fe₃O₄复合材料、未改性PBC/Fe₃O₄复合材料以及其它相关的碳基吸波材料。本研究以BC作为生物模板并采用水热法制备了前驱体BC/α-Fe₂O₃复合材料,然后通过碳化设计出一种新型的PBC/Fe₃O₄锂离子电池负极材料。SEM、TEM和XRD结果表明,PBC/Fe₃O₄负极材料具有三维多孔结构,且柔韧性和结构稳定性良好;PBC/Fe₃O₄负极材料的纤维结构与Fe（NO3）3浓度和碳化温度直接相关,且Fe₃O₄纳米颗粒的平均粒径和结晶度随碳化温度升高逐渐增大;当Fe（NO₃）₃浓度为0.1 mol/L、碳化温度为600 oC时,PBC/Fe₃O₄负极材料的微观结构保持完整,Fe₃O₄纳米颗粒在PBC纤维表面分散均匀。与纯PBC和Fe₃O₄相比,PBC/Fe₃O₄复合材料的循环性能和倍率性能显著提高;当Fe（NO3）3浓度为0.1 mol/L,碳化温度为600 oC时,PBC/Fe₃O₄复合材料在100 mA/g的电流密度下循环100次后,可逆容量保持在754 mAh/g,当电流密度为1 A/g时,材料的可逆容量为410 mAh/g,其循环性能和倍率性能显著高于文献报道的PBC/SnO₂和PBC/Ge负极材料。PBC基磁性复合材料独特的三维多孔结构赋予材料优异的吸波性能和储锂性能,使其在吸波材料和锂离子电池电极材料领域具有广阔的应用前景。