本论文以核桃壳为原料,分别在300℃、400℃、500℃、600℃和700℃温度下制备出核桃壳生物炭WSB-300、WSB-400、WSB-500、WSB-600和WSB-700,通过表征手段测试分析了不同裂解温度制得的生物炭的性质,并首先将其用于水中镉的去除。运用动力学模型、等温吸附模型对试验结果进行拟合分析,并通过FTIR、XRD、SEM分析生物炭去除水中镉的机制。通过土壤的培养试验,研究了核桃壳生物炭对土壤p H、镉赋存形态的影响,并选出具有最佳修复能力的生物炭进行改性研究。选用600℃制备的核桃壳生物炭作为母本材料,通过负载Fe₃O₄颗粒、交联壳聚糖制备出磁性氨基核桃壳生物炭（CMWSB）,XRD、SEM、FTIR、XPS等分析技术证明了生物炭的成功改性。分别研究了CMWSB对水、土壤中镉的修复效果。为水及土壤中镉的修复提供了一定理论依据。本研究论文主要发现如下:（1）核桃壳生物炭均具有良好的孔道结构,随着裂解温度升高,比表面积增大、孔体积增大、孔径变小;当温度升至600℃时,生物炭表面孔壁变薄且大孔壁上出现了诸多小孔;而当温度进一步升至700℃时,生物炭的表面孔壁结构则发生了明显的坍塌和破裂。核桃壳制备的生物炭主要含有C、H、O等元素,随着温度的升高,H/C、O/C、（O+N）/C随之降低。生物炭表面的脂肪族官能团数量随着温度的升高逐渐减少,酚羟基、羰基碳等逐渐转化成芳香桥碳,其中酚类和醇类的-OH、烯烃的C=C、芳环的C-H是核桃壳生物炭上主要的官能团。相较于其他温度下制备的核桃壳生物炭,WSB-600具有最大的比表面积、较薄的碳骨架、较大的孔隙密度、较为丰富的官能团,可能更适用于水及土壤中镉的修复。（2）核桃壳生物炭的制备温度对Cd（II）吸附容量的影响较大,其中WSB-600对Cd（II）的吸附性能最佳。WSB对Cd（II）的吸附过程呈现“先快后慢”的现象,PF-second模型、Langmuir模型可以分别较好的拟合WSB对Cd（II）的动力学吸附、等温吸附过程,当p H=5.5、投加量=12 g/L、初始离子浓度=60 mg·L^-1时,Langmuir模型估算出WSB-600对Cd（II）的吸附容量可达6.327 mg·g^-1。WSB对Cd（II）的吸附机制主要为络合作用、阳离子-π作用、沉淀作用;其中,阳离子-π作用、沉淀作用是高温生物炭WSB-600吸附镉的主要机制,络合作用是低温生物炭WSB-400去除镉的主要机制。（3）核桃壳生物炭施入镉污染的土壤并经56天培养稳定后,有效提高了土壤p H值,其中WSB-600的增幅最大;同时还有效的使土壤中弱酸可提取态Cd、可还原态Cd向可氧化态Cd、残渣态Cd转化,其中WSB-400、WSB-500、WSB-600分别使弱酸可提取态Cd减少了17.02%、20.20%、24.53%,残渣态Cd增加了66.03%、71.43%、89.21%。（4）CMWSB对Cd（II）的吸附可在120 min达到平衡,PF-second模型、Langmuir模型可以分别较好的拟合CMWSB对Cd（II）的动力学吸附、等温吸附过程,当p H=6、投加量=10 g/L、初始离子浓度=60 mg·L^-1时,Langmuir模型估算出CMWSB对Cd（II）的吸附容量可高达22.73 mg·g^-1,远高于原始核桃壳生物炭。以0.1 mol·L^-1的HCl作为解吸剂,对CMWSB进行了5次吸附-解吸循环后,其对Cd（II）的吸附率仍能保持在90%以上。说明CMWSB具有较好的重复利用性。（5）CMWSB施入镉污染的土壤并经56天培养稳定后,有效提高了土壤p H值,其中10%施加量的增幅最大;同时还有效的使土壤中弱酸可提取态Cd、可还原态Cd向可氧化态Cd、残渣态Cd转化,其中3%施加量的修复效果最好。与前文对比,经改性后的磁性氨基核桃壳生物炭对土壤弱酸可提取态Cd的稳定效果较原始生物炭最高提升了53.5%。