由于自然资源的持续短缺,人们对于自然界中唯一一种可替代化石能源、可再生的生物质给予了广泛的关注。虽然生物质来源广泛,但是其组分复杂,通常来说生物质的主要成分是三种有机物,纤维素、半纤维素和木质素,仅仅是在不同生物质中所含的这三种组分的比例是不同的。此外,生物质可经过一系列转化工艺后可以转化为液体燃料、固体燃料、多孔碳以及生物乙醇等多种高品位能源及高价值化学品。而常用转化方法是热裂解,然而即使该热裂解过程很复杂,但是其热解行为可以认为是由三种生物质的主要组分热裂解行为的相互作用导致的。因此,对于生物质热解的研究可以从此入手。可以分别对单一模型化合物,木质素、纤维素,的热解过程进行探究,然后将之与复杂的生物质模型化合物的热解联系起来以探索他们之间的关系,这对于生物质热解及生物质资源的规模化开发与利用的研究具有重要意义。为了更好地实现上述的研究,首先通过气相色谱、气相色谱-质谱联用仪对生物质热解过程中的气体、液体产物进行定性与定量分析,然后在通过XRD、FT-IR、DRIFTS、BET、EA和TEM等表征手段对固体产物,多孔碳,的理化性质和结构的信息进行研究,并进一步研究了多孔碳的高附加值利用。结果表明生物质在不同的催化剂下的热解过程有着显著的不同,且导致的最终产物也有着很大差异,如下所示:（1）以木质素为单一模型化合物,钾基活化剂的加入抑制木质素了挥发物的二次热解,催化了分子间的环化反应,形成了更复杂的杂环分子。KOH对木质素中有机物的热解影响最大,导致活性炭产率较低。KOH、K2CO3和K2C2O4的加入显著促进了孔扩张,而KCl由于其较低的裂化能力而不能促进孔扩张。生命周期分析结果表明,K2C2O4作为催化剂的能耗和环境污染最小,而KOH的影响最大。（2）以纤维素作为生物质基模型组分进行活化,结果表明K2C2O4活化剂抑制了纤维素的一次裂解和挥发分的再次裂解,催化了分子间的环化反应,形成了更复杂的杂环分子。KOH对纤维素中有机物的热解影响最大,导致活性炭产率较低。以K2C2O4为活化剂制备的活性炭具有更大的比表面积,且当被用作锌离子混合超级电容器阴极时,展现出高于其他活性炭材料的比容量(在1 A g-1下的比容量为76.1 m Ah g-1)。（3）在以糠醛渣作为复合模型化合物的实验中发现,钾盐抑制可冷凝挥发物裂解成气体,是以牺牲气体为代价生产更多生物油。KOH的裂化活性最高,生成的活性炭产率最低,结晶度低于K2CO3和K2C2O4作为活化剂。用K2CO3或K2C2O4活化的活性炭显示出不同层数的片状膜结构,但用KOH活化的活性炭没有。与其他钾盐（如K2C2O4）不同,KCl可以促进裂化、脱氧、脱氢和芳构化反应,不能产生丰富的微孔。生命循环周期分析表明,K2C2O4作为糠醛渣活化剂的能耗和环境污染最小,而KCl的影响最大。在活化剂的作用下催化生物质的热解及其产物多孔碳在超级电容器和吸附领域的应用,并探究了整个热解制备多孔碳的过程所造成的环境污染问题。这将有效避免传统生产碳材料的仅注重碳产物而轻视热解过程的弊端,为碳材料的制备带来新的思路。