碳纳米材料因具有良好的吸附、电化学、催化以及气体贮存性能,被认为是材料科学研究中的热点明星.碳纳米材料大致分为富勒烯、碳纳米管、石墨烯、碳微球、碳纳米杂化材料等.碳纳米材料的研究重点是探索简易、环保、低能耗、过程可控的制备方法.现在主要的研究手段是利用可再生的木质纤维原料衍生物、纤维素、半纤维以及构成这些聚糖的结构单糖等碳水化合物作为碳源,进行水热炭化反应.本文详细介绍了生物质水热炭化过程中所发生的降解及炭化反应,着重介绍了水热炭化制备生物质碳微球以及生物质碳包覆纳米颗粒过程中涉及的成核生长机理.在此基础上,还分别论述了碳微球、碳包覆纳米复合材料的合成工艺.同时对上述碳纳米材料在水污染治理、电化学、催化、生物及传感器领域等方面进行了全面的概括.最后,本文总结了前人研究工作中存在的几点问题并提出了相应的建议.
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