（1）以廉价的可再生生物质为原料，采用水热溶剂热法结合化学活化等合成方法制备具有了新颖结构和形貌的碳材料，主要包括碳量子点、多孔碳、碳微球等；研究了新型含氮碳材料的形成机理。（2）发展了水热剥离方法，制备了高质量的石墨烯纳米片；以农林废弃生物质如甘蔗渣等为原料设计制备了性能优异的三维生物质基孔碳材料；针对污泥等废弃生物质灰分含量高的缺点，开发了高灰分生物质碳的飞硅处理方法，制备了具有优异电化学性能的层次孔碳材料。（3）发展了水热（溶剂热）技术，开发了以廉价金属醋酸盐为原料的原位模板法，实现了微纳结构氧化物的控制合成，制备了结构性能可控的过渡金属氧化物及氧化物@碳复合材料，同时通过去除原位模板，制备了空心结构碳纳米材料。（4）通过比较大量的生物质前驱体的组成组织结构及其对孔碳材料组成结构与性能的影响，确认前驱体组成结构-材料组成结构-电化学性能的三重关系及孔隙结构对电荷存储的构效关系，确认碳材料表面杂原子基团的存在能有效提升其电化学性能，而三维互联网络结构能有效阻止碳纳米片的再次堆叠，从而提升材料的电化学稳定性，这为新型碳材料在电化学储能领域中的应用提供了重要的科学依据。