低浓度煤层气作为理想的清洁能源,在我国储量丰富、分布广泛,然而现有的开采技术尚存在诸多问题,因此,寻求一种可持续开采煤层气的方法不仅可以减少资源浪费、优化资源配置,还可以缓解日趋严重的气候问题。本文中一共介绍了三种绿色环保的生物质多孔碳材料,黄豆基多孔碳SAPC-5、竹基多孔碳NBPC和羊毛基多孔碳N-WAPC-3。分别以黄豆、废弃的一次性竹筷子、废羊毛为前驱体,通过简单的化学活化工艺,制备多孔碳。主要研究内容如下:(1)以黄豆为前驱体,KOH为活化剂,制备出SAPC-5,比表面积达到1866 m²g^-1,最佳孔容为0.45 cm³ g^-1。亨利常数预测SAPC-5的CO₂/CH₄和CH₄/N₂二元混合气体的吸附选择性,分别为2.88和4.21。通过IAST理论计算,SAPC-5在25℃、1 bar时,当CO₂/CH₄、CH₄/N₂为5/95时分离系数最大,分别为5.05、5.03。(2)以竹筷子为前驱体,KOH为活化剂,尿素为氮源,制备氮掺杂多孔碳NBPC,比表面积为1136 m² g^-1,氮含量为7.71 wt%。亨利常数预测NBPC的CO₂/CH₄和CH₄/N₂二元混合气体的吸附选择性,分别为4.66和2.00。通过IAST理论计算,NBPC在25℃、1 bar时,当CO₂/CH₄、CH₄/N₂为5/95时分离系数最大,分别为10.09、2.45。(3)以羊毛为前驱体,KOH为活化剂,尿素为氮源,制备氮掺杂分级多孔碳N-WAPC-3,比表面积为862 m² g^-1,氮含量为14.48 wt%。亨利常数预测的N-WAPC-3对CO₂/CH₄和CH₄/N₂二元混合气体的选择性在0℃时为3.5、4.0,在25℃时为3.8、7.6。通过IAST理论计算,在25℃、1 bar下,N-WAPC-3对CO₂/CH₄、CH₄/N₂的选择性在比例为5/95时达到最大值,分别为8.66、13.71。