有色金属冶金行业是国民经济的基础产业,是机械设备、轻工、化工等行业的主要原材料供应者。随着我国有色金属行业的发展,在生产过程中消耗大量的矿石资源和水资源,产生了大量的废水、废气。活性炭因其具有吸附容量大、吸附速率快等特点,在冶金环保行业的污水处理和废气的治理中的优越性日益明显。生物质因具有储量丰富、可再生、热解质量收率高等优势,是生产活性炭的优良基材。针对传统活性炭制备工艺过程中存在的原料单一、制造工艺存在的热化学转化利用率不高等问题,将微波加热技术引入化学转化途径可显著降低热化学转化过程能量消耗,并提高热解产物特性。本文针对紫茎泽兰利用资源现状、常规热解工艺存在的产品利用率不高及热解效率差异等问题,结合微波加热特点,提出了微波热解紫茎泽兰新工艺,并进行了热解产物的综合利用研究。通过系统探索微波热解条件,揭示了微波热解条件下固、液、气三相产物调控规律及热解机理。在分析热解产物特性的基础上,研究了微波活化热解炭联产制备高吸附性能活性炭及高热值、高富氢燃气,并对生物油制备理化性能优异的生物油/柴油乳化燃料的技术进行系统深入的研究。在此基础上,提出了由原料到产物制备和性能调控的工艺路线,实现了在活性炭生产过程对固、液、气三相产物综合利用,取得了一些有意义的结果,具体如下：系统研究了微波热解温度、热解功率和添加剂对微波热解紫茎泽兰固、液、气产物得率的影响,得到产物调控规律；随着微波热解温度升高,紫茎泽兰内部大分子结构的分解与气化反应使得热解炭得率逐步下降,热解燃气得率升高；在热解温度600℃、微波功率1500W时,热解生物油含量最高；添加剂对于提高固体产物得率有明显促进作用。微波热解气体的主要成分是合成气(H2+CO)及轻质烃,在微波热解温度达700℃时,合成气含量高达81.99 vol.%,是一种优质的气体燃料,热值在20.75～22.74 MJ/Nm3;得到的热解炭含碳量均在70%以上,热值约在25～29MJ/kg,孔结构分析表明在热解阶段主要产生中孔和大孔,可作为活性炭生产的优良基材；热解生物油具有较高的热值(22～33MJ/kg),通过改善稳定性及理化性质则可作为一种液体燃料使用。采用微波与常规加热活化热解炭制备活性炭,系统研究了以活化剂(水蒸气、CO2)流量,活化时间及活化温度对活性炭产品性能的影响规律,得到最佳工艺参数。制备的活性炭孔结构分析表明微波水蒸气活化制备的活性炭的比表面积最高,达1357m2/g以上,远高于热解炭。与常规加热活化相比,利用微波加热优势,迅速与活化剂反应,打开热解炭表面及内部孔道,进一步提高活性炭吸附性能,缩短反应时间52%,显著降低活化过程能耗。对活化过程中活化气体加以分析,得到以水蒸气活化燃气的密度及热值分别为：0.51 kg/m3及17.34 MJ/Nm3,氢气含量可达70.5 vol.%；二氧化碳活化燃气的密度及热值分别为：0.7 kg/m 3及16.91 MJ/Nm3,氢气含量为55.97 vo1.%。采用亲水亲油平衡(HLB)值法对生物油/柴油进行系统乳化实验,探究乳化条件对燃料理化特性影响,得到HLB值为7.5的Span-80+Tween-80复配乳化剂,乳化剂含量为5%,生物油含量为15%,乳化温度为40℃,乳化时间5min,搅拌器转速3600r/min的条件下制得的乳化液最为稳定,稳定时间达15天以上,保存4个月仍无明显分层现象。综上,论文系统研究了微波场中紫茎泽兰的热解特性及产物提质的理论及工艺。揭示了微波场中三相产物得率的调控规律和热解机理,显著提高资源利用率。为热解炭活化提质提供了最优活化工艺,在获得品质优良的活性炭同时,显著降低能耗。制得活性炭具有发达的比表面积,可广泛应用于冶金环保行业,且在活化过程中首次提出活化燃气的利用,降低环境污染变废为宝；采用乳化精制手段对生物油进行提质,制得稳定性优异的乳化燃料。本论文研究为生物质热化学转换技术及综合利用提供了一种高效手段。