巩冠群，张英杰，袁 鑫，徐良伟

(1. 中国矿业大学 煤炭加工与高效洁净利用教育部重点实验室，江苏 徐州 221116； 2. 中国矿业大学 化工学院，江苏 徐州 221116)

近年研究发现自然储量丰富的煤炭资源可作功能炭材料碳源[1-4]；sp1,sp2,sp3不同杂化碳原子构成了丰富多彩的碳材料家族[1,3-7]；以煤组分分子为原料可以制备煤基活性炭、碳分子筛等多种煤基传统炭材料[2-5]，也可以制备sp1杂化碳纳米管、sp2或sp3杂化碳量子点、sp2杂化石墨烯等前沿碳材料[1,6-7]，以及碳/碳复合材料、碳基金属材料等新型多功能煤基炭材料[1,3,7-8]。

根据具体应用领域的特性差异，纯碳材料和不同元素掺杂特性功能材料成为目前煤基炭材料的研究主体。基于不同spn型杂化碳原子构成的煤基炭材料，功能、性质各具特色，尤其是其中的大比表面、多孔且官能团富集杂化碳材料，广泛用于生命科学、航空航天、光电及储能材料等领域[3-8]。因此煤基碳源的大比表面多孔先进功能炭材料生成方法、机理及特性研究，对于煤炭高效利用及推动能源、资源及先进功能材料等多学科基础理论及应用研究具有重要科学意义。

1 煤基炭材料定向可控生成与结构性能

1.1 煤基活性炭类

煤基活性炭类炭材料具有丰富孔隙和较大比表面，主要包括活性炭、多孔炭球、活性半焦及焦炭、碳分子筛、多孔炭纤维、泡沫炭等多孔炭材料；根据其不同生成方法及结构差异，展现出功能各异的特性与优势。

1.1.1活性炭

煤分子碳骨架、碳支链及丰富含碳官能团构成特点，使得生成的煤基活性炭与其他活性炭相比优势显著，有着发达的孔隙结构，且比表面积较一般活性炭更大，具有突出的吸附分离性能[4-5]。……