多孔石墨烯是一种新型碳材料,具有超高的比表面积、良好的导热性能和化学稳定性等优势,在CO₂吸附领域具有良好的应用前景。目前,制备多孔石墨烯的原料主要为石墨,属于不可再生资源,储量有限,并且其制备方法存在过程繁琐、成本高昂等弊端,难以实现大规模工业化生产。因此,寻找一种具有可再生性的原料和一种成本低廉、操作简单、绿色环保的合成路线具有非常重要的意义。本文以一种资源丰富、成本低廉、可再生的大型海藻—铜藻为原料,在分析其化学组成的基础上,分别采用KOH活化法和铁盐催化法制备了多孔石墨烯和氮掺杂多孔石墨烯,考察了制备条件（碱炭比、金属浸渍比、活化温度）对石墨烯的形成、孔结构特性以及表面化学性质的影响,获得了多孔石墨烯的较优制备条件,并测试了多孔石墨烯的CO₂吸附性能。主要研究结果如下:（1）与陆地植物相比,铜藻的灰分含量较高,固定碳含量稍低,但其N元素含量较高,且含有丰富的金属离子（Na、Fe和Mg等）在活化过程中会起到催化和开孔作用;与大型海藻类相比,铜藻灰分含量较低,固定碳含量较高;因此,铜藻可作为制备碳材料的理想前驱体。（2）KOH活化法制备铜藻基多孔石墨烯材料的较佳工艺条件为:碳化温度为400℃、碱炭比为4:1和活化温度为850℃。所制得的多孔石墨烯层数为2-6层,具有较高的比表面积（¹411 m²/g）、孔体积（¹.16 cm³/g）以及丰富的微孔和介孔结构。在30℃、1 bar条件下,其CO₂吸附容量为2.78 mmol/g。（3）铁盐催化法是结合金属催化（Fe（NO₃）₃·9H₂O）和KOH化学活化,以铜藻为前驱体（固定碳源和氮源）,利用其对金属离子的强吸附作用,制备氮掺杂多孔石墨烯。其较佳制备条件为:碳化温度为400℃,金属浸渍量为10 wt%和活化温度为750℃。所制得的氮掺杂多孔石墨烯层数为3-7层,具有超高的比表面积（²311 m²/g）和丰富的氮含量（1.58 wt%）。在30℃、1 bar条件下,该材料CO₂吸附容量高达4.35 mmol/g,在目前文献报道的生物质基吸附剂中处于较高水平。（4）上述两种多孔石墨烯材料的CO₂吸附过程符合双指数动力学模型,即同时受物理吸附和化学吸附两种机理控制;CO₂吸附速率方程均符合颗粒内扩散模型,说明其CO₂吸附主要由颗粒内扩散阻力控制;经三次吸附/脱附循环后,CO₂吸附容量分别保持在2.09和3.26 mmol/g。（5）KOH活化法制备多孔石墨烯过程中,KOH用量较大（KOH/C=4:1）,且所制得的多孔石墨烯比表面积和CO₂吸附容量较低。铁盐催化法,由于铁盐的催化石墨化作用,使得KOH的用量明显减少（KOH/C=2:1）,且制得的多孔石墨烯比表面积和CO₂吸附容量分别增加了64%和56%。此外,在石墨烯形成过程中,铜藻独特的自模板作用,铁盐的催化石墨化作用以及KOH的活化和剥离石墨作用是石墨烯形成的关键。本工作对大规模制备石墨烯及用于CO₂吸附的研究具有重要借鉴意义,同时对提高大型海藻的高附加值综合利用具有重大的实际意义,有助于推动海藻生态修复产业发展。