以杨絮(PC)为原料，采用乙醇溶剂热法对其进行预处理，再进行碳化，制备了高比表面积的杨絮衍生多孔碳(DPCC)，并研究了其对染料的吸附性能及动力学性能。通过单因素实验优化工艺参数，确定最佳预处理条件(液固比为17 mL·g^-1、200 ℃处理2 h)，在此条件下制备的DPCC-10比表面积达到518 m²·g^-1。结合傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)、拉曼(Raman)光谱、扫描电镜(SEM)和N₂吸附-脱附测试等表征手段，证实预处理过程能够有效去除木质素和半纤维素等，形成丰富的多级孔道结构。吸附实验表明，DPCC-10对亚甲蓝(MB)的最大吸附量达到385.71 mg·g^-1，优于多数报道的生物质衍生吸附剂。DPCC-10对染料的吸附过程满足准二级动力学方程，表明该吸附以化学吸附为主。经过4次吸附-脱附循环后，DPCC-10对MB的吸附容量仍保持初始值的92.01%，表明材料具有优异的可再生性能。

针对荧光分子检测普遍灵敏度低和检测范围窄的问题，制备了具有等离子激元共振特性的重掺杂半导体纳米结构Cu_2-xS和典型的稀土掺杂上转换发光纳米颗粒NaYF₄∶Yb，Er，通过三相界面自组装方法获得了Cu_2-xS/NaYF₄∶Yb，Er薄膜基底。结合有限元模拟，计算了不同摆放情况下Cu_2-xS周围的局域电场分布，研究了在实际薄膜中Cu_2-xS纳米盘之间产生的等离激元耦合对上转换发光性能以及对拉曼信号增强的影响。结果表明，Cu_2-xS等离激元层与NaYF₄∶Yb，Er发光层的耦合，不仅得到了上转换3个数量级的提高，还实现了分子检测10^-7 mol·L^-1的检测极限，并且获得了10^-3~10^-7 mol·L^-1的宽线性响应，从而达到高灵敏度的定性和定量双功能的精确检测。

氢能是一种来源广泛、灵活高效的二次能源，同时也是一种重要的能源介质。目前，低成本、高密度的储氢技术被认为是制约氢能产业规模化发展的瓶颈。有机液体储氢具有质量储氢密度高、液体储运安全以及易于长距离运输等优势，受到研究者的广泛关注。然而，与发展相对成熟的加氢工艺相比，有机液体氢载体脱氢过程仍存在反应温度高、效率低等难题。解决上述问题的关键在于开发高效的脱氢催化剂。近年来，碳基催化剂因其具有活性组分高分散、碳载体组成结构及表面理化性质可调、导电导热性能优异等特点，在有机液体氢载体脱氢反应中表现出优异的反应性能。本文首先详细分析了以环己烷、甲基环己烷、十氢化萘、十二氢乙基咔唑等为代表的有机液体氢载体脱氢热力学、动力学及常用氢载体的理化性质，总结了活性炭、碳纳米管、碳纤维、还原氧化石墨烯等作为催化剂载体的独特优势，并从碳基催化剂结构特点、催化性能、构效关系及脱氢反应机理等方面进行归纳和分析。在此基础上，提出了有机液体储氢领域面临的主要挑战，展望了碳载体的改性及粉体成型、反应机理以及化工过程强化的研究是该领域未来发展的重要方向。