随着工业的发展,不可再生资源的不断消耗,能源危机、环境污染等问题日益凸显。近年来,一些价格低廉、原料来源广泛的多孔碳材料以其丰富可调的多孔结构、高比表面积、高效的物质、离子传输等特性在污染物吸附、电化学储能及电催化等诸多领域显示了极大潜力。本论文以废弃的高粱酒糟为原材料,通过简单化学活化法制备得到酒糟衍生的多孔碳材料,并研究了该多孔碳的形貌结构、孔结构、表面物理化学性质对亚甲基兰吸附性能的影响;进一步对酒糟多孔碳进行氮掺杂改性,制备得到了具有良好电催化氧气还原（ORR）性能的无金属碳基电催化剂;最后,以Fe掺杂ZIF-8为模板制备了Fe/N共掺杂多孔碳催化剂（Fe N/C）,研究了不同铁源对其ORR性能的影响。1)以废弃高粱酒糟（SDG）为碳源,以KOH为活化剂,经过高温碳化、活化处理制备酒糟衍生多孔碳材料,并将其应用于水中亚甲基蓝（MB）的吸附。探究了活化剂KOH加入量对亚甲基蓝的吸附影响。结果表明,KOH/SDG比例为1:7时制得的多孔碳材料SDG-PC-7具有高比表面积(1448.9 m~2 g-1),对水中亚甲基蓝的吸附量最高(2197.8 mg g-1),优于商用活性炭吸附剂(1655.6 mg g-1;吸附等温线及吸附动力学研究结果表明该吸附过程符合Langmuir吸附模型和伪二级动力学模型。经过成本核算,其实验室小规模制造成本远低于商业活性炭吸附剂的购买价格,这表明这种高吸附性能的酒糟多孔碳作为吸附剂在污水处理方面具有明显的成本优势和良好的应用前景。2)以酒糟衍生的多孔碳SDGK为碳源、双氰胺为氮源,共热解制备得到氮掺杂的多孔碳。经过对活化剂KOH的用量、热解温度和双氰胺加入量的优化,所得的SDGK12-30-800催化剂显示了优异的ORR活性,具有较高起始电位（E0=1.015V）和半波电位(E1/2=0.866V)和极限电流密度(jlim=5.181m A cm-2),非常接近商用的20%Pt/C催化剂(E0=1.013 V,E1/2=0.854 V,jlim=5.489 m A cm-2)。稳定性测试表明,该催化剂电流保持率可达85.9%,明显优于商用20%Pt/C（62.3%）。其优异的ORR性能主要归因于氮掺杂诱导的大量活性氮位点和更丰富的缺陷结构的形成,为催化反应提供了更多催化活性位点。3)通过热解Fe掺杂的ZIF-8金属有机框架前驱体制备了Fe、N共掺杂多孔碳ORR催化剂。采用XRD、SEM、XPS、LSV等方法研究了不同铁源对Fe N/C催化剂结构以及ORR催化性能的影响。结果表明,无机铁源Fe Cl3会抑制ZIF-8结构的形成,所得的Fe N/C催化剂的活性低;有机铁源则可维持ZIF-8的八面体结构,所得催化剂具有高的比表面积、高度分散的Fe Nx物种和丰富的吡啶氮活性位点,从而表现出比Pt/C更优异的ORR性能。