本研究为实现柑橘皮废渣的高价值利用,采用蒸馏-热解串联工艺获得高性能活性炭和高附加值精油。其中碳酸钾(K2CO3)用于辅助提取精油,并作为进一步制备活性炭的活化剂。作为常见的碱金属盐,K2CO3被证实可以有效地促进精油从橙皮中提取出来。与使用常规的水蒸汽蒸馏获得2.4 wt.%的精油提取率相比,采用K2CO3溶液预处理柑橘皮能达到6.2 wt.%的提取率,同时,精油的品质不变,可以直接应用于已经开发的香水香氛等领域。精油提取后收集的固体残余物进一步用作活性炭的前驱体。在炭化温度为800 ℃,时间为1h时,活性炭的比表面积达到1848 m2/g,并且具有高度发达的微孔结构。为提高活性炭对酚类污染物的吸附性能,通过碱改性调控碳表面孔结构和化学性质。以尿素为改性剂,获得了性能明显提高的橙皮基活性炭。以对苯二酚为目标物,确定活性炭吸附最佳工艺条件,探索吸附机理。在对苯二酚的初始浓度为200 mg/L,pH为7.0时,尿素改性活性炭对对苯二酚的平衡吸附量达到385.26 mg/g,与未改性活性炭相比,增加了 37.07%。吸附过程主要符合准二级动力学模型,此外,吸附受到液膜扩散和颗粒内部扩散控制。平衡关系主要服从Freundlich模型,表明活性炭表面具有异质性。热力学参数的变化表明吸附是放热反应且能自发进行。吸附过程主要以物理吸附为主,同时存在化学吸附。进一步地,以柚皮为碳源、硝酸铁为铁源制备柚皮活性炭/纳米氧化铁复合材料,并通过系统表征研究其形态、结构和电化学性能。结果表明,引入纳米氧化铁提高了活性炭的电化学性能。在电流密度为1A/g时,活性炭的比电容为159.6 F/g,而复合材料的比电容增加至276.0 F/g。此外在对称超级电容器中,在360 W/kg的功率密度下获得了9.39 Wh/kg的能量密度。活性炭和Fe203之间的协同效应使得该复合材料有望成为良好的超级电容器电极材料。