随着化石能源的日益耗竭,生物质作为一种自然界储量丰富且环境友好的可再生能源而备受关注。然而,生物质的孔隙结构不发达,功能化基团不丰富,这将限制对其的直接应用。因此,采用活化改性的方式对生物质进行资源化利用,定向调控制备孔隙结构发达和功能化基团丰富的功能化炭材料,将会具有十分重要的意义。本文研究了生物质基炭材料的活化改性方法及其在去除水中双酚A和超级电容器中的应用。包括活化改性的机理研究、炭材料吸附双酚A的机理研究以及生物质基炭材料的物理化学性质对电化学储存性能的影响。论文的主要研究内容和结论如下:(1)以木屑为原料、碳酸钠为活化剂、三聚氰胺为氮源制备氮掺杂的炭材料。研究了碳酸钠添加量和氮源添加量对所制备的炭材料结构和性能的影响。实验结果表明碳酸钠和三聚氰胺具有协同活化的作用。随着三聚氰胺添加量的增加,炭材料的比表面积和总孔容增大。随着碳酸钠添加量的增加,炭材料产率减少,比表面积增大,说明碳酸钠越多活化程度越高。制备的氮掺杂炭材料对双酚A的最大吸附量高达383.14mg/g。另外,在1 A/g的电流密度下,氮掺杂炭材料作为超级电容器电极材料的比电容最高为242 F/g,具有高的倍率性能和循环稳定性。(2)原料木屑和硫氰酸钾热解合成氮硫共掺杂的炭材料。硫氰酸钾不仅能作为化学活化剂还能作为氮源和硫源。实验结果表明多孔结构和π-π交互作用对氮硫共掺杂炭材料吸附双酚A发挥着重要的作用。另外,氮和硫的掺杂在提高吸附性能方面具有协同作用。氮硫共掺杂炭材料对双酚A的最大吸附量高达502.51 mg/g。在1 A/g的电流密度下,炭材料作为超级电容器电极材料的比电容最高为157 F/g,具有高的倍率性能和循环稳定性。(3)利用硫氰酸钾和三聚氰胺制备氮硫共掺杂的炭材料。随着活化温度的升高,炭材料比表面积逐渐增加,氮含量和硫含量逐渐减少。氮硫共掺杂炭材料对双酚A的最大吸附量高达450.45 mg/g。当活化温度为700℃时,在1 A/g的电流密度下,炭材料作为超级电容器电极材料的比电容最高为131 F/g。实验结果表明比表面积和N、S含量均有助于提高炭材料的比电容。