羧基对重金属有较高的捕集能力,在重金属污染土壤修复中应用较广泛,但存在二次污染的风险,附加磁性则可解决羧基类化合物的回收问题。以玉米秸秆生物炭为原材料,以柠檬酸和FeCl₃为改性剂,采用水热合成法制备磁性富羧基炭,分析改性前后生物炭的官能团构成、结构组成、比表面积变化、零电荷点变化。考察磁性富羧基炭对土壤重金属的吸附作用、去除作用和固定作用,结果如下:（1）生物炭和磁性富羧基炭含有较多的含氧官能团和芳香化结构。磁性富羧基炭在1709 cm^-1处出现羧基吸收峰,表明柠檬酸改性成功。结合FTIR谱图和XRD谱图确定磁性物质为Fe₃O₄颗粒。改性后生物炭的表面积增大,平均孔径减少,ζ电位降低。（2）准二级动力学模型能够较好的描述Cu²⁺、Zn²⁺、Pb²⁺、Cd²⁺在磁性富羧基炭的吸附过程,化学吸附占据主导地位。Langmuir和Freundlich等温模型均能够描述磁性富羧基炭对Cu²⁺、Zn²⁺、Pb²⁺、Cd²⁺的等温吸附特征,而且磁性富羧基炭对Cu²⁺、Zn²⁺、Pb²⁺、Cd²⁺的吸附以单层吸附为主,且升温有助于吸附反应的进行。热力学结果显示磁性富羧基炭对Cu²⁺、Zn²⁺、Pb²⁺、Cd²⁺的吸附是一个非自发、吸热和熵增的过程。（3）磁性富羧基炭对土壤重金属的去除率随投加量和p H的增加而增大,并且在16 h达到平衡。当投加量为5%,p H=10时,磁性富羧基炭对土壤中Cu、Zn、Pb、Cd的去除率可达58.21%、37.99%、62.20%和78.99%。磁性富羧基炭可降低土壤重金属的弱酸提取态和可还原态含量,降低Cu、Pb、Cd可氧化态、Cu残渣态的含量,增加Pb、Cd残渣态、Zn可氧化态和残渣态的含量,表明磁性富羧基炭通过降低重金属形态的含量来实现固定作用,并具有促进重金属形态互相转化的能力。重金属有效态含量和浸出浓度降低,且浸出浓度低于行业标准,表明磁性富羧基炭的固定作用能降低重金属的生物毒性,潜在环境风险较低,可用于土壤重金属修复。该论文有图17幅,表12个,参考文献125篇。