近年来,药物由于在生活用水和市政污水中被检测到而引起人们的关注。人类和牲畜不能充分吸收药物化合物,这些药物残留排放到自然环境中,特别是水体中,产生了耐药性细菌和各种毒副作用等一系列问题,对人类健康和环境构成直接威胁。废水处理的方法包括混凝、膜分离、吸附、Fenton氧化、光催化、臭氧氧化和好氧-厌氧法等。其中吸附由于成本低、操作简单广泛应用于废水的处理。常用的吸附剂包括活性炭、层状氢氧化物、纳米材料、黏土等。其中生物炭具有来源广泛、可再生性好、成本低的优点使其有望大规模应用于废水处理。然而未经改性的生物炭通常比表面积小、官能团少,使得吸附效果不好。因此寻找合适的改性方法提高生物炭对污染物的吸附容量成为目前的研究热点。本研究以菊芋秸秆为原材料制备生物炭,通过与碱式碳酸锌固体混合热解的方式得到碳酸锌改性的生物炭,以亚甲基蓝、吖啶橙和结晶紫为制药废水、染料废水的模型化合物,探究不同因素对生物炭吸附的影响,并利用多种表征方法研究改性前后生物炭的结构和理化性质的变化,进一步通过吸附模型和结构变化对吸附机理进行探讨。主要内容及结果如下:（1）碳酸锌改性生物炭制备、表征及结果分析。扫描电镜结果表明碳酸锌改性后的生物炭表面更加粗糙,有纳米团簇生成在生物炭表面,X射线能谱结果表明锌元素成功地掺杂到生物炭上。比表面积表征结果表明经过碳酸锌改性的生物炭比未经改性的生物炭具有更大的比表面积和总孔体积。热解温度升高,比表面积和总孔体积增加,但平均孔径减小。根据X射线衍射结果,600和700℃下热解得到的碳酸锌改性生物炭均有Zn O的生成,而当热解温度为800℃时,未检测到Zn O。傅里叶变换红外光谱结果表明未改性生物炭和碳酸锌改性生物炭主要含有两个官能团,C=C双键和-OH。拉曼光谱的结果显示与未经改性生物炭相比,碳酸锌改性生物炭表面存在更多的缺陷。热解温度升高,碳酸锌改性生物炭的结构变得更加有序。（2）碳酸锌改性生物炭吸附亚甲基蓝的条件优化及机理分析。当碳酸锌添加比例为1:1,热解温度为800℃时,碳酸锌改性生物炭对亚甲基蓝的吸附容量最大。生物炭对亚甲基蓝吸附的平衡时间为120min。吸附动力学模型拟合结果表明伪二阶动力学模型能更好地描述亚甲基蓝在生物炭上的吸附。吸附等温线的拟合结果显示Langmuir模型更加符合298K、308K、318K温度下的等温吸附过程。热力学结果表明吸附过程为自发的吸热反应,升高温度有利于反应的进行。对生物炭吸附前后的傅里叶变换红外光谱图分析,π-π相互作用和氢键可能参与了吸附反应,经历了5次循环后,生物炭的亚甲基蓝的吸附性能仍能保持80%。（3）碳酸锌改性生物炭对染料（吖啶橙和结晶紫）的吸附应用研究。生物炭吸附吖啶橙和结晶紫影响因素实验中生物炭的最佳添加量分别为4mg和8mg。碱性环境下生物炭对吖啶橙和结晶紫的去除率更高。离子强度对生物炭吸附吖啶橙和结晶紫有不同的影响。离子强度升高,生物炭对吖啶橙的吸附没有明显变化,而生物炭对结晶紫的吸附得到了促进,这是由于在离子强度较高时,结晶紫在溶液中的溶解度降低。生物炭对吖啶橙和结晶紫的吸附均为化学吸附,且是以单层吸附的方式进行。与结晶紫相比,生物炭对吖啶橙有更高的亲和力。