不同形貌的碳材料,如碳球、碳膜和三维碳材料,具有各自独特的性质和用途。而简易高效的合成方法和合适的碳前驱体是制备碳材料的关键。因此,本文建立了水热制备碳球(CSs1和CSs2)、碳膜(CFs)和三维碳块(3D-CBs)的新方法,在此基础上研究他们的形貌、结构和性质并初步探讨了CFs在抗腐蚀、CSs1在吸附染料、3D-CBs作为电极在电容器方面的应用潜力,论文主要成果如下:以维生素C(Vc)为碳源,通过水热碳化直接制备碳球(CSs1)、非晶碳膜(CFs)和三维碳块(3D-CBs)。CSs1的粒径为1-5μm,用乙醇洗涤后的溶液干燥得到具有尺寸大小分布窄(1-1.5μm),且高比表面积(1222.9 m~2/g)、多孔结构(0-25 nm)、丰富的含氧官能团(-COOH、-OH等)、良好的导电性、优异的光学和光电性质的碳球(CSs2)。水热过程中,在反应体系中最上层由粒径分布不均的纳米碳球(17-50 nm)聚集形成CFs,表面略微粗糙且含有丰富的含氧官能团的非晶体薄膜,具有良好的导电性,并展现出一定的光电性质;可以不需要任何粘结剂粘贴就可以很好的附着到不同基质底层上,并具有阻碍电子转移的作用。3D-CBs是由表面光滑的碳球堆积而成高2 mm的三维结构,碳球的大小不均一,直径分布在0.3-4.5μm之间。在近红外区具有很好的吸收且有窄的直接带隙(1.46 e V)、表面含有大量羧基和羟基。本方法选用单一前驱体通过水热反应制备三种形貌多用途的碳材料,具有操作简便、环境友好等优点,为制备不同形貌的碳材料提供了参考。基于CFs1连续完整、良好的生物相容性、可以阻碍电子转移和高的导电性作用,我们研究了其在铜片上的抗腐蚀性能。通过采用循环伏安图、开路电位、塔菲尔曲线和电化学阻抗谱研结果表明,CFs1具有抗腐蚀效果。与直接滴涂的量子点和购买来的石墨烯溶液对比,CFs1的抗腐蚀性能最佳。同时在长时间的浸泡下也有抗腐蚀的作用。此外,CFs1在加电压为0.3 V时有较稳定且微弱的光电响应。依据多孔碳微球(CSs)的高比表面积和多孔隙,用于阳离子染料的吸附研究。首先通过对吸附条件(光源,吸附剂的量、p H值、染料体积、初始浓度和温度)进行优化,使得在短时间内去除率和吸附量能达到最大。结果表明,20 mg CSs2在p H=6.0、180 min下,可以将50 m L 10 mg/g MB完全吸附,去除率接近100%和吸附量为23.9 mg/g。而且重复使用11次仍然具有很好的吸附性能。CSs2材料是一种具有良好发展潜力的吸附性能的吸附剂。三维的碳材料可以直接做电容器电极,是一种具有良好发展潜力的电容器电极材料,可以提供一种简便、有效的能量转换和存储应用方法。