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随着社会的发展,未来环境和能源方面亟待解决的问题日益增多,多孔碳材料由于其具有比表面积高、导电性好、物理化学性质稳定等优点、在化学化工、生物医学、光电器件等领域有着很高的应用价值,随着研究的不断深入,探索新的多孔碳材料的制备方法,构建具备新性质以及孔径可调的多孔碳材料仍然是多孔碳材料研究的热点。石墨烯是一种性能优异的新型二维碳材料,以氧化石墨烯为原材料通过由下而上的自组装方法得到的多孔石墨烯材料在环境以及能源领域都有巨大的应用价值,然而传统上的多孔石墨烯材料,其基本构筑单元石墨烯片层间的连接都为静态的共价键或者非共价键,限制了其在可控释放、智能响应等领域中的应用。本文通过对氧化石墨烯进行修饰,在氧化石墨烯片层上引入动态四重氢键,以自组装的方式构筑得到的多孔石墨烯能够实现对外界刺激的可逆响应,进一步探索了其在染料吸附方面的应用。多孔碳材料的孔径大小决定了其潜在的应用领域,对多孔碳材料的孔径进行可控的调整,尤其是在小于0.7 nm的极微孔范围内进行调整是非常有实际意义的。通过这种设计得到的极微孔碳材料可以作为骨架有效地容纳更小的线状S2-4分子并从机理上减缓锂硫电池中飞梭效应的发生。本文以生物质-澳洲坚果壳作为前驱体通过自上而下的KOH化学刻蚀方法得到了窄分布的极微孔碳材料,并将其应用在锂硫电池正极材料中作为线状S2-4分子的载体,极大改善了电池的电化学性能。循环100次后比容量仍能保持在993 mAh g-1。通过改变工艺条件,研究了不同硫负载量对电极反应的影响规律。在前述的研究基础上,调整KOH刻蚀的工艺,分别得到了孔径分布不同的多孔碳材料,进一步将其制备得到自支撑的多孔碳薄膜并应用为锂硫电池的中间层,以一种简便的方法极大地提升了电池的性能表现,在0.1 C的电流密度下,循环100圈后仍能保持978 mAh g-1的比容量同时研究了不同的孔结构对多硫化锂分子的吸附效果以及电化学性能的影响规律。这些工作都为后续的多孔碳材料研究奠定了一定的基础。