水热炭化(HTC)工艺因反应温度低、能耗小，是生物质资源多元化利用的有效技术。本文以玉米芯为碳源，H_2O2为反应介质，进行水热氧化炭化处理，采用X射线衍射、电子扫描显微镜、拉曼光谱分析等手段对样品进行分析。结果表明：随着水热温度和反应时间的增加，纤维素结晶度呈现先升后降的趋势，在260℃、24 h条件下达到最低值，纤维素结构逐渐转变为无定形碳结构；水热氧化炭产率随温度和时间的增加逐渐降低，当温度达到260℃后，时间对炭产率的影响较小；在260℃下24 h水热氧化炭化的玉米芯产物石墨化程度最高，且所得炭微球的球形度高，尺寸均匀，平均为3～4μm。
本文对煅后焦中碳(C)、氢(H)、氮(N)含量测定进行研究。通过对比LECO CHN828分析仪、Thermo CHNS/O元素分析仪、三德SDCHNS536分析仪及红外吸收-ONH联用仪4种设备，参照ASTM 5373—14、ISO 29541—2010、GB/T 30733—2014等标准，确定了最优测试条件：总碳检测需1 350℃炉温、200 mg称样量、<1 min反应时间；氢氮检测需950～1050℃炉温、100 mg称样量、3 min反应时间；其中1 350℃高温可提升碳元素逸出效率，红外吸收-ONH联用方法结果精准。
本文以煅后焦开气孔率检测为研究核心，系统优化并验证了“水煮法”的关键检测参数，重点探究煮沸时间、样品粒度对检测结果的影响规律。实验结果表明：当煅后焦样品粒度为1～2 mm、煮沸时间为60 min时，水煮法检测结果的标准偏差仅为0.97%,展现出优异的重复性与再现性，充分证明该方法稳定可靠。此外，通过与传统真空法的对比研究发现，真空法测得的开气孔率普遍高于水煮法。
陶瓷基复合材料的力学性能与材料的结构、成分密切相关。本文通过化学气相渗透技术在炭纤维预制体上制备了不同热解炭含量的C/C多孔体。随后利用聚合物浸渍与热解技术将SiC-ZrC陶瓷基体引入到多孔体中，制备了C/C-SiC-ZrC复合材料。探讨了不同热解炭含量的C/C多孔体对复合材料力学性能的影响。结果表明：纤维包覆的热解炭厚度越大，拉伸强度提升，压缩性能先增大后减小；热解炭含量越大，炭纤维与热解炭的界面剪切强度越小，拉伸强度增强；孔隙率降低压缩能力增强，但是过厚的热解炭容易产生碳分层，导致压缩性能的下降，进一步阐释了热解炭占比对力学性能的作用机制。
利用闪蒸焦耳热法对无烟煤、烟煤和褐煤进行了高温石墨化处理，制备了煤基类石墨烯材料，并以煤基类石墨烯作为补强剂，对聚乙烯进行了改性补强，并对补强后的聚乙烯复合材料的力学性能进行了试验研究。结果表明：闪蒸焦耳热法中的瞬间高温和极速冷却可以有效实现煤基原料类石墨化转变，石墨化度因煤种变质程度不同而不同；拉曼光谱、SEM电镜分析结果显示经闪蒸后得到的煤基石墨材料具有类石墨烯的片层结构；红外光谱结果表明闪蒸后，原煤官能团侧链有所减少，但C—O等官能团仍然存在，利于石墨烯炭材料在聚乙烯基体中分散。补强后的聚乙烯复合材料力学性能测试表明，闪蒸后的煤基石墨可以提高聚乙烯塑料的力学性能，其补强效果因煤种不同及石墨化程度不同而略有差异，其中改性烟煤、改性无烟煤作为聚乙烯添加剂时补强效果较好。
以α-Al_2O3、钾长石、磷酸二氢铝、无机硅树脂为原料，制备了炭阳极抗氧化涂层，研究了涂层的自身性能及涂层对炭阳极的抗氧化性能影响。研究结果表明：涂层固含量高，烘干及高温处理后能形成紧密牢固的涂层，并能与炭阳极样品牢固结合；涂层可以显著改善阳极的空气渗透率，形成的涂层在110℃烘干及450℃高温处理后，均具有一定的抗气体渗透能力；涂料能够明显改善炭阳极的抗氧化性能，当炭阳极表面上干燥涂料物质达到0.6～0.8 kg·m-2时，具有较好的防护效果；涂料在高温条件下的保护效果更佳。
前驱体浸渍裂解(Precursor Impregnation Pyrolysis, PIP)是Cf/SiC复合材料制备及基体致密化的关键技术，其致密化效果直接决定复合材料的最终力学性能。本研究首先利用气-液两相流模型，在宏观尺度上模拟炭纤维预制体在PIP工艺中的浸渗过程；其次，通过固体传热模型，同样在宏观尺度上模拟预制体的固化和裂解阶段，基于此建立涵盖这3个阶段的密度模型。深入研究纤维预制体的多周期孔隙信息传递机制，以此为基础构建了Cf/SiC陶瓷基复合材料的多周期致密化模型；最终，将模型预测密度与实际PIP工艺产品的密度进行对比。结果显示，模型平均误差为5.90%,最大误差不超过6.76%,充分验证了模型的准确性和可靠性。该模型不仅具有理论意义，更在实际应用中展现出重要价值，为Cf/SiC复合材料的制备和优化提供了有力支持。
采用溶剂改性法制备了一种改性的活性炭无纺布，通过热重分析/微分热重分析(TG/DTG)、红外光谱分析(FTIR)和扫描电镜(SEM)等手段对材料的表面性质进行了表征，用热脱附-气质联用仪(ATD-GC-MS)和高效液相色谱仪(HPLC)对放置普通活性炭无纺布及其改性的活性炭无纺布的整车VOC(挥发性有机化合物)进行了检测。结果表明，两种活性炭无纺布对整车VOC均具有吸附效果，改性后的活性炭无纺布吸附性能更好。通过此次活性炭无纺布整车VOC吸附性能试验，为后续整车VOC后处理技术的研究提供参考。
采用真空浸渗热压工艺(VIHPS)制备不同氧化石墨烯(GO)含量的GO/CFRP复合材料，探究GO含量对材料力学性能的影响规律及界面强化机理。结果表明：GO的添加显著提升复合材料的力学性能，但存在最优临界含量。当GO含量为0.50%时，复合材料的拉伸强度(1 138.44 MPa)及层间剪切强度(72.36 MPa)分别较未添加GO组提升14.64%和53.37%,弹性模量同步优化。过量GO(>0.50%)引发团聚，导致孔隙增多、应力传递受阻，性能显著下降。机理分析表明：适量GO通过二维片状结构和表面褶皱填充炭纤维沟槽，形成机械互锁并诱导化学键合，增强界面结合；同时通过“裂纹偏转”和“缺陷桥接”机制延缓裂纹扩展。
研究了不同配比的复合型导电剂对磷酸铁锂电池性能的影响，并与传统导电剂导电炭黑进行对比。结果表明，石墨烯、碳纳米管、导电炭黑配比为3:7:10的复合导电浆料作为磷酸铁锂正极材料的导电剂时，电池的高温存储性能、循环性能和倍率性能发挥更加优异。电池在55℃条件下存储7天，容量恢复率达到99.89%,6 C倍率下的容量保持率为95.80%(相比于1 C放电容量);3 C/5 C条件下可充放电循环2 633周，容量保持率80%。