油茶作为我国重要的木本食用油料树种，已有2000多年的利用历史。据我国油茶产业发展规划（2009-2020），未来全国油茶种植总规模将达到7000万亩，茶油产量达到250万吨。江西省作为油茶大省，根据江西油茶产业发展规划（2011-2020），江西的油茶产量到2020年的预计目标是60万吨。油茶果壳（COS）作为榨油副产物，其质量约占整个油茶鲜重的60％，其组成成分主要为木质素、纤维素、半纤维素等。目前，油茶果壳作为农林废弃物一般都是丢弃或燃烧处理，资源化利用率非常低。水热法是一种能耗低、简单、温和方法，对于处理油茶果壳有天然无污染的优势。本论文针对油茶果壳低效率利用的问题，建立环境友好的油茶果壳炭微球（CMS）水热制备方法、分析炭微球特性、探讨其成球机理及对其改性。主要研究内容如下：　　（1）建立了CMS水热碳化制备方法，考察了反应原料、反应时间、反应温度、料液比、搅拌、乙醇、表面活性剂的影响，并对所制备CMS进行结构表征。结果表明：油茶果壳与去离子水作为反应原料、反应温度230 oC、反应时间12 h、料液比1∶30，采用超声-微波法清洗能得到大量尺寸较为均一、直径约为1μm的独立完整的实心炭微球。水热碳化法所制炭微球主要组成元素是 C和O，为无定形碳。所得炭微球除了含有大量羟基、羧基等含氧官能团之外，芳香环结构是其主要特征。其比表面积为47.93 m2/g、孔体积为0.13 cm3/g，孔径分布较宽，主要孔结构为炭微球堆积孔；与COS相比，CMS的热稳定性明显提高，失重温度为420 oC，组成含量中易挥发性物质减少，失重率约减小为45%。　　（2）分别提取 COS中主要组成成分木质素、纤维素、半纤维素、茶皂素，并对其水热碳化，观察产物形貌。结合GC-MS对其水热液相产物组成进行分析，推测水热碳化成球反应机理。结果表明如下：COS中木质素和纤维素是成球的主要组分。GC-MS分析得出液相产物中含有糠醛、5-甲基糠醛、苯酚、2-甲氧基苯酚、2，6-二甲氧基苯酚、丙酸、乳酸、乙酰丙酸这8种物质。综上所述，推测炭微球增长过程符合 Lamer模式，木质素水解生成大量晶核，纤维素水解的糠醛类物质参与其中的水解、缩合反应形成炭微球。　　（3）用退火、KOH浸渍、KOH碾磨这3种方法对CMS进行改性，并对其产物结构进行了表征。结果表明：所有改性产物主要组成元素是 C和O，仍以无定形碳形式存在。650 oC为最佳退火改性温度；此条件下能得到大量完整的实心炭微球。炭微球比表面积增加到407.17 m2/g，孔体积为0.30 cm3/g；其除了原有的炭微球堆积孔之外，在表面生成了3.7 nm的介孔和少量微孔；C/O原子百分比的增大，说明炭微球表面含氧官能团大量减少，芳构化加强。热稳定性明显提高，失重温度为810 oC，失重率降低为4%。KOH浸渍改性产物基本保持球体结构，但表面变得粗糙。比表面积增加到1682.89 m2/g、孔体积为1.39 cm3/g；炭微球表面生成了大量丰富的孔，分别为3.8 nm的介孔和1.23 nm的微孔。热稳定性得到提高，失重温度为670 oC，失重率为23%。KOH碾磨改性完全破坏了微球结构，生成不规则的块状炭。改性产物比表面积增加到2438.95 m2/g、孔体积为1.32 cm3/g；其表面生成大量1.46 nm的微孔。热稳定性较CMS得到提高，失重温度为670 oC，失重率为17%。