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近年来,随着工业的发展,大量有毒的有机物质排放到周围环境中,造成了极大的污染。纺织,造纸等行业大量使用了有机物质。然而,一些含有特殊化合物的有机物即使在非常低的浓度下也会对人类和动物产生很大的危害,例如染料铬黑T、罗丹明B,化工用产品对硝基苯酚。本论文以廉价易得的西瓜皮、冬瓜和棉花等天然生物质作为碳气凝胶的原料,通过水热碳化工艺制备出金属或金属氧化物负载的高性能材料,并应用于光催化、吸附及硝基苯酚加氢。主要结果如下:1.以西瓜皮制备的碳气凝胶为载体将MIL-100（Fe）与其复合,制备出MIL-100（Fe）@CA-n（n=0wt%,0.5wt%,1wt%,2wt%,5wt%）,采用X-射线衍射技术（XRD）,扫描电子显微镜（SEM）,红外光谱（FTIR）等分析表征方法及光催化降解罗丹明B的活性测试对合成的复合材料进行了研究,结果显示,MIL-100（Fe）@CA-1wt%拥有最高的光催化活性降解率可达95%,经过四次循环后,光催化降解活性基本不变,并提出了可能的催化机理。2.以冬瓜为碳源通过温和的水热法制备出碳气凝胶,将其与Fe3O4接枝复合,通过调控铁的含量分别制备出了不同质量分数的Fe3O4/CA复合材料（85wt%,90wt%,95wt%）。采用X-射线衍射（XRD）,红外光谱（FTIR）,拉曼光谱（Raman）等方法对合成的Fe3O4/CA复合材料进行了表征,并在吸附实验的基础上发现,在pH为4-6,吸附时间为90 min吸附效果最佳。最后进行了循环实验,第一次循环的平均解吸效率为93%,最终结果显示在通过三次循环之后,Fe3O4/CA复合材料的吸附效率仍在87%,具有良好的可重复利用性能,Fe3O4/CA复合材料是一种廉价、高效和可回收利用的去除有毒染料的吸附剂。3.以棉花为碳源通过温和的水热法制备出氮掺杂的碳气凝胶（NCA）,通过化学还原法将乙酸镍还原成镍单质及其复合材料Ni/NCA,通过调控镍的含量分别制备了不同比例的Ni/NCA复合材料（45wt%,60wt%,75wt%）。采用X-射线衍射（XRD）,红外光谱（FTIR）等分析手段对Ni/NCA进行了表征。研究结果表明:当Ni的负载量为60%时,Ni纳米粒子能够在碳气凝胶载体上很好的分布而不产生聚集,同时在催化对硝基苯酚加氢为对硝基苯按方面在15分钟内可达到98%的转化效率,更值得一提的是,所制备的Ni/NCA复合材料在三次循环利用后仍能达到97%,说明此种催化剂具有很好的催化活性及循环稳定性能。