Os materiais de carbono são uma vasta família de sólidos ordenados ou desordenados constituídos maioritariamente por carbono elementar, como o diamante, a grafite, os fulerenos, os nanotubos de carbono e o grafeno. Estes materiais têm um espetro diversificado de configurações e características estruturais, o que os torna úteis numa variedade de aplicações científicas e industriais.Os compostos de carbono têm características extraordinárias devido aos seus agrupamentos atómicos e configurações de ligação únicos. Estas características incluem uma excelente condutividade eléctrica e térmica, resistência mecânica, estabilidade química e uma química de superfície personalizável. Além disso, os compostos de carbono têm propriedades de adsorção extraordinárias, tornando-os adsorventes úteis para a separação de gases, purificação de água e remediação ambiental.