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近年来,由于工业化的迅速发展,含重金属废水被大量排放到水体和土壤中,对环境造成严重污染。环境修复材料作为吸附剂和土壤改良剂被广泛用于重金属治理中,生物炭由于具有较大的比表面积,较多的孔隙结构,较强的吸附能力及表面含有丰富的官能团等特性,已被作为良好的环境修复材料成为国内外关注的新热点。生物炭表面特殊的微孔结构和化学特性,可影响重金属在环境中的分布、迁移及生物有效性。我国作为农业大国,每年向环境中排放大量农业废弃物,造成生物质资源的浪费并加剧对环境的污染。本文以废弃生物质资源为生物炭原料,通过高温热解及水热炭化法制备生物炭,从而实现对米糠、木子壳等废弃物的资源化利用,采用扫描电子显微镜、X射线粉末衍射仪和比表面积分析仪等手段表征其物理化学性质,研究不同种类生物炭对重金属Pb的吸附效果。同时通过KOH刻蚀和羟基氧化铁负载对生物炭进行改性,以Cr(Ⅵ)为目标污染物,考察pH、投加量等因素对材料去除Cr(Ⅵ)的影响,探究吸附-还原机制。本论文的主要研究工作和结果如下:(1)采用水热炭化法以纯米糠为前体制备生物炭,研究时间、pH、Pb2+初始浓度等因素对其吸附Pb2+的影响,以及生物炭对污染土壤中Pb的存在形态的影响。结果表明,纯米糠水热炭表面呈现多孔和网状结构,且含有丰富的表面含氧官能团,对溶液中的Pb2+有很强的吸附作用,pH= 5时吸附效果最好,吸附24小时基本达到平衡。当Pb2+初始浓度为80mg·L-1,水热炭投加量为0.75g·L-1时,水热炭对Pb2+的吸附量可达72.44mg·g-1。将水热炭投加到Pb污染土壤中,能有效降低弱酸提取态Pb含量,提高残渣态Pb含量,使Pb向更加稳定的状态转化。(2)采用高温热解法以木子壳和米糠为前体制备生物炭,结合表征手段探究粒径、矿物组分、初始浓度及时间等因素对生物炭吸附Pb2+效果的影响。结果表明,木子壳生物炭虽比表面积远小于米糠生物炭,但对溶液中Pb2+有很强的吸附效果,等温吸附曲线符合Langmuir吸附模型,最大吸附量达165.62 mg·g-1,明显高于米糠生物炭(58.92 mg·g-1)。同时XRD分析显示木子壳生物炭含大量矿物组分且吸附Pb2+后有沉淀生成。(3)采用水热法在KOH刻蚀的豆饼生物炭表面负载β-FeOOH,XRD表征证明β-FeOOH被成功负载到材料表面。以Cr(Ⅵ)为目标污染物,探究pH、投加量、β-FeOOH负载量等因素对生物炭去除Cr(Ⅵ)的影响。结果表明,β-FeOOH负载量为20wt%的材料去除Cr(Ⅵ)效果最好,在pH=2,投加量为2g·L-1,Cr(Ⅵ)初始浓度为50mg·L-1,EDTA浓度为2 mmol·L-1条件下,该材料对Cr(Ⅵ)的去除率达96%,这可能归因于β-FeOOH/SYBK较大的比表面积(670.65 m2· g-1)。β-FeOOH/SYBK对Cr(Ⅵ)的等温吸附曲线符合Langmuir模型,最大吸附量达37.04 g·kg-1。通过对溶液和材料表面Cr的价态分析探究去除机理,XPS分析显示部分Cr(Ⅵ)被还原为Cr(Ⅲ),表明生物炭对Cr(Ⅵ)的去除是吸附-还原互相作用的结果。