农作物热解多联产技术可将秸秆转化成生物炭、可燃气和热解油三相产物,其中固相产物与气相产物可应用于诸多领域,而液相产物热解油由于含水量多、酸值高、热值低、腐蚀性强等特点,一直难以被直接利用。目前秸秆热解油的增值化利用主要围绕能源化利用和分离化工用品两个方向展开,即通过一些方法提升热解油性能,使其作为一种燃料使用;或将其当作一种化工原材料,从中提取高价值化学品。尽管经过精制提质后的热解油燃烧性能得到改善,也从中提取到了酚类、酸类、糖类和醛类等化学品。但是这两条利用途径都出现了利用效率低、生产成本高、技术不成熟等缺点,尚难以形成有利润保障的工业化大规模生产方案。针对上述现状,本课题以秸秆热解油为原料,利用火焰法实现纯净碳纳米颗粒材料制备,为秸秆热解油的增值利用提供了一种新的高效、低成本方法,具体研究内容包括:（1）以基板高度、沉积时间、退火时间为因素,碳纳米颗粒产量、产率为指标,进行热解油火焰燃烧合成碳纳米颗粒全因素试验。通过分析合成参数对碳纳米颗粒生产效率的影响规律,建立了数学模型,优化了合成参数,当基板高度为0.5cm、沉积时间7min时,碳纳米颗粒生产效率达到了极大值,产量极大值为40.3mg,产率极大值为2.24%。且试验制得碳纳米颗粒形貌近似球形,平均粒径约50nm,内部由无定型碳和石墨化区域两部分构成;表面存在大量羟基,在水溶液中的分散性较好,与碳烟颗粒（BS）和商用炭黑（CB）相比碳纳米颗粒芳环结构丰富,化学活性更好;与商用双壁碳纳米管和石墨烯相比碳纳米颗粒比电容、功率密度较高,电化学特性更好。从而证明了基于秸秆热解油原料的碳纳米颗粒火焰制备具有大规模生产潜质。（2）以基板高度、沉积时间、退火时间为因素,碳纳米颗粒的形貌特征、团簇粒度和结晶度为指标,设计正交试验进行研究。随着基板高度增加,碳纳米颗粒的粒径大小、粒径分布、粒径均匀度均先增加、后减小,其结晶度逐渐下降;随着沉积时间增加,碳纳米颗粒的粒径整体呈上升趋势,而粒径分布、粒径均匀度先升高后降低。且碳纳米颗粒的粒径与团簇粒度存在高度关联性,亦能够通过改变碳纳米颗粒的粒径控制其团簇粒度。从而解析了碳纳米颗粒形貌与结构调控机制。（3）采用不同温度介质控制基板温度,设计单因素试验,探究沉积温度对碳纳米颗粒生长过程的影响规律。试验制得碳纳米颗粒是一种含有石墨化碳点的无定形碳纳米颗粒,且碳点具有同一相位,并终被包裹在纳米颗粒的内部。其生长过程为热解油燃烧火焰中高温度活性碳原子沉积在低温基板表面形成无定型碳纳米颗粒,与此同时无定形碳纳米颗粒中一些区域细小晶粒开始形核并生长成石墨化碳点。从而阐明了基于秸秆热解油原料的碳纳米颗粒火焰制备生长机理模型。