藻类生物质衍生功能性碳材料的制备与应用研究进展

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收稿日期：2025-09-06 修回日期：2025-11-04 接受日期：2025-11-06

DOI:10.20078/j.eep.20251105

摘要：面对日益严峻的环境污染与能源危机，开发以绿色可再生生物质为碳源的功能性碳材料，是实现“双碳”目标与可持续发展理念的关键路径。藻类生物质作为第三代生物质资源，兼具不占用耕地、生长周期短、单位产量高、可修复水体富营养化及天然富含杂原子的优势，无... 展开+

摘要：面对日益严峻的环境污染与能源危机，开发以绿色可再生生物质为碳源的功能性碳材料，是实现“双碳”目标与可持续发展理念的关键路径。藻类生物质作为第三代生物质资源，兼具不占用耕地、生长周期短、单位产量高、可修复水体富营养化及天然富含杂原子的优势，无需额外添加掺杂剂即可实现碳材料杂原子原位掺杂，为功能性碳材料制备提供了理想前驱体。系统综述藻类生物质衍生功能性碳材料的研究进展。首先，分析了藻类生物质原料特性，梳理不同藻类的工业分析、元素分析及成分组成数据，明确其作为碳源的潜力。随后，阐述了制备工艺，涵盖热解碳化、水热碳化、微波碳化3种基础碳化方法，并对比各工艺参数对产物性能的影响。同时，详解了物理活化、化学活化、金属盐/氧化物修饰3类活化改性技术，阐述其在优化碳材料孔隙结构与表面官能团方面的作用。进而，综述了藻类生物炭在吸附、储能、催化3大领域的应用研究。最后，总结了当前研究面临的挑战，包括藻类收集成本高、成分稳定性差，碳材料结构调控难度大、部分性能不及商用碳材料及规模化工艺不成熟等问题，为后续理论研究与产业化应用提供参考。 收起-

作者：

袁川^1,2
陈云²
凌祺凡¹
张江山¹
陈茂¹
刘倩倩¹
曹斌¹
王爽^1,*

作者简介

第一作者：袁川（1994—），男，江苏泰州人，讲师，主要研究方向为生物质资源化利用。E-mail：yuanchuan0128@foxmail.com
通讯作者：王爽（1983—），男，江苏镇江人，教授，主要研究方向为生物质资源化利用。E-mail：alexjuven@ujs.edu.cn

单位

1.江苏大学能源与动力工程学院
2.江苏农牧科技职业学院智能制造学院

关键字

藻类
碳材料
吸附
催化
储能

基金项目

国家自然基金面上资助项目（52576213）；江苏省杰出青年基金资助项目（BK20230012）

引用格式

袁川, 陈云, 凌祺凡, 张江山, 陈茂, 刘倩倩, 曹斌, 王爽. 藻类生物质衍生功能性碳材料的制备与应用研究进展[J/OL]. 能源环境保护: 1-15[2025-11-20]. https://doi.org/10.20078/j.eep.20251105.

YUAN Chuan, CHEN Yun, LING Qifan, ZHANG Jiangshan, CHEN Mao, LIU Qianqian, CAO Bin, WANG Shuang. Advances in Preparation and Applications of Algal-Derived Functional Carbon Materials[J/OL]. Energy Environmental Protection: 1-15[2025-11-20]. https://doi.org/10.20078/j.eep.20251105.

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