炭材料具有良好的耐酸碱性、热稳定性、高的孔隙率以及大比表面积等优良特性,被广泛用作催化剂载体制备负载型催化剂,从而提高活性组分的分散性为催化反应提供更多的活性位点,是提高催化剂活性的有效途径。但为了避免活性组分团聚,通常活性组分负载量不宜过高,故而在高负载量条件下保持活性组分的高分散性具有非常重要意义和实际应用价值。本论文以可再生生物质多糖-卡拉胶为碳源,通过卡拉胶官能团与活性组分离子的化学“锚定”作用以及卡拉胶聚合成凝胶的“禁锢”作用,制备了蜂窝状和纳米纤维状高分散炭载催化材料,具体研究内容如下。本论文利用金属离子与卡拉胶间的离子结合和静电作用构成其分子内桥而达到凝胶化,同时使金属离子锚定在卡拉胶双螺旋结构之间,使金属离子高分散在卡拉胶凝胶中,然后再将凝胶干燥、惰性氛围下焙烧制备高分散型多孔炭载催化材料。论文研究工作探讨了冷冻干燥方式、“无机盐硬模板”、金属活性组分前驱体类型、用量等因素对所制备炭材料结构的影响。研究结果表明:（1）冰箱慢速冷冻更有利于卡拉胶的凝胶化过程;（2）采用高熔点的可溶性无机盐为硬模板,能够改善材料多孔结构,提高孔隙率,并且可以通过水洗法去除不但可以避免对环境的污染还可以对无机盐回收;（3）所制备炭材料在超高负载量情况下依然具有优异的高分散性;（4）惰性气氛焙烧过程中由于还原性气体CO的产生,可以使部分金属离子直接被还原为单质,从而一步制备高分散型金属负载催化材料。溶剂的性质对凝胶过程中卡拉胶干凝胶的结构具有较大影响。考虑到水的表面张力较大,冷冻干燥过程中会使卡拉胶团聚易造成孔隙坍塌。因此,本论文采用表面张力较小的叔丁醇将水溶剂置换,进一步考察了溶剂对材料结构的影响,研究工作分别探讨了溶剂交换程度、冷冻方式、焙烧条件等因素的影响。研究结果显示:（1）溶剂对材料结构有较大影响作用,以叔丁醇为溶剂冷冻干燥后,成功得到了纤维状前驱体;（2）冷冻方式对干凝胶前驱体的结构无明显的影响;（3）干凝胶前驱体惰性气氛焙烧纤维结构易断裂形成块状。向体系添加甲苯磺酸能够有效改善,成功制备了碳纳米纤维材料。最后,本论文采用肉桂醛选择性加氢反应为探针反应,考察了所制备多孔炭载催化材料的催化活性。在120℃和2 MPa的条件下,反应2 h,肉桂醛的转化率可达79.7%,主要产物氢化肉桂醛选择性可达60%。