本论文以南疆废弃的农林生物质资源棉秆为原材料,通过对棉秆纵向分段式制备工艺研究其棉冠、棉茎及根部三段活性炭基本元素组成、表面微观结构以及活性炭的表面官能团种类等理化性质,探讨不同部位棉秆基活性炭的最佳制备工艺。同时对比分析未改性分段热解制备棉秆基活性炭与Na OH为活化剂改性的三段棉秆基活性炭对同一种金属吸附质的吸附特性,并研究其吸附机理。首先以棉秆横向及纵向结构的各向异性作为本试验研究的基本理论参考,探讨了棉秆纵向分段在热解条件下的内部结构变化,明确了棉秆分段制备的研究意义和最佳参数,优化了棉秆基活性炭制备工艺;其次对比研究了热解和NaOH氧化改性条件下的三段棉秆基活性炭,重点分析两种活性炭了对碘吸附和金属Cu²⁺的吸附性能,并通过元素分析仪、扫描电子显微镜、比表面积分析仪、傅里叶变换红外光谱仪（FT-IR）的测试方法对棉秆活性炭的元素组成、表面形貌结构、比表面积（BET）和孔径孔容、活性炭表面官能团种类和含量及内部晶体结构等表征手段,从宏观和微观两个角度研究未改性与NaOH改性工艺对三段棉秆基活性炭基本理化性质的影响以及对碘、金属Cu²⁺的吸附效果的影响。主要研究棉冠、棉茎及根部活性炭的内部结构的基本物理化学性质,寻找棉秆材料的最优制备部位。同时通过分析改性活性炭对金属Cu²⁺的吸附过程,明确棉秆基活性炭与金属Cu²⁺之间吸附机理和相互作用关系,为棉秆纵向分段制备活性炭工艺给予一定的数据和理论支持,同时为提高棉秆基活性炭对重金属Cu²⁺的吸附能力提供了基本理论指导。本文的主要结论如下:（1）以棉秆纵向结构分段的棉冠、棉茎、根部为原料,Na OH为活化剂制备棉秆基活性炭,通过单因素试验探究活化温度、活化时间和浸渍比对棉秆基棉冠、棉茎、根部活性炭的基本物理参数的影响,筛选出制备棉秆基活性炭的纵向最佳部位及最优炭活化条件。通过对比热解与Na OH为活化剂条件下制得的纵向分段活性炭从表面物理结构和化学性质进行对比分析表征。结果表明:两种条件下得到的三段棉秆基活性炭活性炭在比表面积大小、表面官能团种类及含量方面有很大不同。以强氧化性的NaOH为活化剂制得的三段棉秆活性炭表面孔隙结构由于强氧化反应均受到一定的结构变形,但羟基官能团数量大大增加;三段棉秆基活性炭的得炭率跟温度的高低有直接关系,当以375℃条件下热解时,棉冠部有较高的得炭率达38.14%,此条件下的三段棉秆基活性炭的吸附效果并不理想。（2）在分析三段棉秆基活性炭的表面物理化学性质的基础上,重点考察改性最优部棉茎段活性炭对重金属Cu²⁺的吸附性能并为对比此条件下活性炭性能做了部分碘吸附和锌离子吸附试验。试验结果表明:棉秆制备活性炭的最佳条件是当NaOH活化剂浓度10%时,在热解温度为400℃、热解时间为150min、浸渍比为1时,棉秆基活性炭吸附性能被有效提高,此条件下制得的活性炭对重金属Cu²⁺最大吸附平衡量为8.084mg/g,对碘有较高的吸附值,吸附值达到370mg/g,同时此条件下活性炭对重金属Zn²⁺最大吸附平衡量为7.65mg/g,吸附效果并不理想。此条件下的活性炭用BET多点法计算总比表面积为127.11m²/g、总孔体积0.1581mL/g、平均孔直径为4.22nm。通过傅里叶光谱分析可知NaOH活化剂能有效增加羟基官能团的数量。