碳氣凝膠是一種新型輕質多孔多功能性氣凝膠，孔隙率高達80%～99%，比表面積高達1500～2500m2/g，并且其泡孔結構可通過工藝調節。碳氣凝膠是唯一具有導電性的氣凝膠，可作為超級電容器的電極材料。

從原材料來源廣度方面而言，纖維素是地球上儲量最豐富的有機生物質，每年產量有幾百億噸，廣泛存在于植物、細菌、真菌、海洋生物中。纖維素具有良好的生物相容性、生物可降解性、高比強度和模量等，使其逐步成為制備碳氣凝膠的研究熱點。纖維素原材料性能優異，以纖維素為原材料的碳氣凝膠不僅可作為一種可持續發展的納米材料和載體，且其制備工藝日趨簡單，在綠色環保材料方面將有不可估量的應用價值。

纖維素碳氣凝膠的應用研究

纖維素碳氣凝膠是一種輕質多孔的碳材料，在碳氣凝膠的基礎領域有廣泛的應用，比如隔音、隔熱、催化、導電、耐火等應用領域。纖維素碳氣凝膠具有優異的生物相容性和生物可降解性，使其在藥物緩釋、組織工程等生物醫用方面受到廣泛應用。纖維素碳氣凝膠還是一種多功能性材料，可在前沿材料領域獲得更多的關注和應用，比如柔性導電材料、超級電容器、儲能材料以及抗電磁屏蔽干涉材料等。

1.柔性耐火導電材料

細菌纖維素碳氣凝膠具有輕質、多孔、柔韌、耐火、導電以及良好的生物相容性，不僅可在催化劑載體、人造肌肉、吸收劑和氣體檢測等碳氣凝膠基礎應用領域有廣闊的潛在應用價值，還可以作為先進環保的柔韌耐火導電材料。

2.油水分離和有機溶劑回收

以廢舊報紙為原料制備了可處理有機污染物的碳氣凝膠。廢舊報紙中含有50.1%的纖維素，16.8%的半纖維素。將廢報紙屑用去離子水浸潤3天，經磁力攪拌制備均一的漿液，再經過凍干形成氣凝膠，在管式爐中熱解獲得碳氣凝膠。制備的碳氣凝膠密度為18.5mg/cm3，吸收泵油、乙醇、汽油的能力分別是63.9%、97%、100%，總體重量吸收率為29～51倍。

該碳氣凝膠的制備材料屬于低成本回收再利用材料，工藝簡單，無毒，符合綠色環保可持續發展趨勢需要。根據其吸附的油品種類不同，可選擇擠壓、蒸餾或燃燒等方式除去吸收物使碳氣凝膠得以循環利用。

3.高性能電容器及儲能材料

以西瓜為原料水熱處理后獲得黑色碳海綿，在水和乙醇的混合物中除去可溶性雜質并凍干得到棕色碳氣凝膠。該方法制備得到的西瓜碳氣凝膠具有優異的電化學性能：電容量可達333.1F/g（電流密度為1A/g），在1.6MKOH溶液中電位窗從－1.0V到0.0V。充放電循環1000次后，復合碳氣凝膠仍能保持96%的電容量，可用于超級電容器領域。