碳矿化材料是由固碳胶凝材料通过与CO2在常规环境下的碳化反应快速形成以碳酸钙为主要基体组成的复合材料，是实现工业烟气CO2建材化利用的重要技术途径。本工作以γ-C2S为固碳胶凝材料，研究了Fe掺杂、壳聚糖引入、养护制度设计3种复合增强措施对碳矿化材料力学性能与产物组成的影响规律。结果表明，不同的增强措施并非简单的叠加效应，也存在矛盾关系，其中，可以获得超高强度的组别有：Fe-γ-C2S+壳聚糖引入的碳矿化材料在养护24 h后抗压强度达到200 MPa以上，壳聚糖引入组可以在延长养护时间后获得更高的强度上限，养护7 d后抗压强度可达约230 MPa。Fe-γ-C2S组的碳酸钙晶型以方解石为主，而长期CO2养护下的γ-C2S组则为文石相组成。不同的产物组成也是影响强度增长的重要因素，由此提出超高强碳矿化材料的理想结构模型：壳聚糖存在于硅凝胶与碳酸钙之间，连接两相，方解石生长于内部，文石包裹于外部。方解石为碳矿化体养护早期提供强度，文石则在外侧占据了主要的孔隙空间，为后期养护过程中CO2提供扩散通道。

能源是经济与社会发展的基本动力, 随着全球经济发展以及世界人口的增长, 能源与环境的危机也日渐凸显。 所以开发可再生能源成为减碳和实现社会可持续发展的必然选择。 目前, 生物质因具有CO2零排放不会造成温室效应的特点, 被公认是一种优质的燃料。 但是生物质同时具有含氧量高和含碳量少的特点, 而碳含量对于生物质燃烧在释放能量方面具有积极的作用, 氧含量则起到负面作用。 所以生物质也存在不抗烧, 热值低等缺点。 本实验的目的是找到一种可以提高生物质碳含量和降低氧含量的方法。 糖类物质是生物质的重要组成部分, 本工作采用了不同浓度的盐酸、 硫酸和高氯酸分别与糖类物质在常温常压条件下进行碳化反应。 并通过X射线光电子能谱(XPS)、 元素分析和显微红外分析等方法对碳化残余物质进行表征, 结果发现样品的碳含量都有了明显的增加并且伴随着氧含量的下降。 同时, 通过滴定的方法发现各种酸都有少量的消耗, 可以用于循环利用, 减少酸污染。 值得提出的是, 本实验所有的反应都是在常温常压零能耗的条件下进行的, 这大大减少了其他能源的消耗, 减少环境危机。 所以本研究为可能改善生物质燃料燃烧的特性, 降低能源利用带来的环境污染和产生更高能量密度能源物质提供了新的机会。