功能含氮炭材料,是通过在炭基材料中掺杂氮原子实现功能化的。这种材料以其发达的孔隙结构、优良的机械稳定性、优异的化学特性、较好的导电性等而备受关注。对于炭基材料的氮掺杂进而实现功能化,需要科学的探索和细致的研究。因此,寻找成本低廉、操作简便、绿色环保、效果明显的实验方法,以实现功能含氮炭材料的工业化,一直是困扰研究者们的重要问题。本文实验可分为两大部分。实验一通过溶剂热法,一步制得特定形貌的Fe304纳米粒子,然后在树脂缩聚过程中加入该粒子,再经高温炭化,制得包裹特定形貌Fe304纳米粒子的含氮碳纳米球,并以相同实验方法制得包裹不同形貌Fe304纳米粒子的含氮碳纳米球。利用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线粉末衍射仪、X射线光电子能谱仪等进行了表征和分析。同时,将包裹不同形貌Fe304纳米粒子的碳纳米球制成电极片,利用循环伏安测试、恒流充放电测试、电化学阻抗测试对材料的超级电容性能进行了分析,研究表明包裹球形Fe304纳米粒子的含氮碳纳米球具有最优性能,该材料的比电容高达346.30 Fg-1,材料内阻小于0.55 Ω,可作为超级电容器的优良负极材料。实验二以农业副产物核桃壳为原料,通过添加金属盐助剂,在原料高温炭化的同时,实现N原子的掺杂,再经活化制得含氮生物质基多孔炭材料。利用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线粉末衍射仪、N2吸附-脱附、X射线光电子能谱仪等进行了表征和分析。同时,应用该含氮功能炭材料对亚甲基蓝等染料废水进行了吸附测试,研究表明这种材料对于亚甲基蓝溶液的最大吸附能力为641.03 mg g-1,并且具有快速的吸附速率和较好的回收能力,证明了这种材料可作为染料废水的良好吸附剂。