水体污染已成为全球面临的关键性问题之一,重金属废水、有机染料废水和制药废水已成为水体污染的典型代表。近年来,生物炭由于成本低、吸附性能优异且原材料来源广泛等优点替代了活性炭成为新型的吸附剂,同时,膜分离技术也得到了一定程度的发展。研究发现,原始秸秆生物炭的吸附性能有待提高,因此,采用多重改性方法促进其在污染物吸附方面的发展,并开发生物炭/膜复合材料加强其在废水处理领域的应用。1、本论文以秸秆为生物炭制备原材料,采用共沉淀法制备了一种新型Si-Mn二元改性生物炭复合材料（SMBC）。借助各种表征手段探究了SMBC的改性机制,批量吸附实验用于研究Cu（II）在SMBC上的吸附行为,并对吸附机理及贡献率进行了分析,主要结论如下:（1）Si-Mn的负载加速了生物质内有机物的分解,提高了生物炭的热稳定性;Si和Mn主要以氧化物和Mn Si O3的形式均匀地负载到SMBC的表面,使得最终制备的SMBC表面更加疏松粗糙。（2）当投加量为2 g/L,溶液p H在2-6的范围内,SMBC对50 mg/L Cu（II）溶液的去除率达到95%以上。吸附过程符合Langmuir和伪二级动力学模型,受液膜扩散和颗粒内扩散共同控制,属于单层化学吸附。循环5次后,SMBC对Cu（II）的去除率仍能达到80.24%。（3）Cu（II）在SMBC上的吸附机理主要为沉淀作用、离子交换、表面络合和孔隙填充。沉淀作用和离子交换作用的贡献率占比分别为4.74%和13.81%,表面络合和孔隙填充的共同贡献率达到81.45%,其中,表面络合是主要的吸附机理。Si-O-Mn和Mn Si O3的存在,大大减少了由于离子交换作用导致的Mn2+浸出,稳固了Mn在SMBC上的附着,降低了二次污染的风险。2.采用球磨-热解-碱活化相结合的方式合成了纳米二氧化硅改性生物炭（NSBC）,用于去除废水中的亚甲基蓝（MB）和四环素（TC）。评估了NSBC对MB和TC（浓度为50至500 mg/L）的去除率。采用SEM、EDS、BET、FTIR、XRD、XPS等技术对改性生物炭的特性进行了表征以探究NSBC的改性机制以及可能存在的吸附机理。主要结论如下:（1）纳米Si O2通过Si-C、Si-O-C键的形成与生物炭结合,改变了原有的C排列方式。粗糙的表面和发达的介孔结构（NSBC-30和NSBC-40的平均孔径分别为4.7840 nm和4.2229 nm）为污染物在生物炭上的附着提供了便利。附着在NSBC表面的Si O2和微量的Ca O、Ca2Si O4以及丰富的-OH、-COOH等官能团为污染物的吸附提供了大量有效的活性位点。（2）当纳米Si O2和秸秆的比例在1:7,球磨时间为40 min和30 min时所制备的生物炭分别适用于MB和TC的吸附。NSBC-40对MB的最佳投加剂量为1 g/L,NSBC-30对TC的最佳投加剂量为3 g/L。p H对吸附过程有着明显的影响。Langmuir模型和伪二阶动力学模型更好地描述了吸附过程,属于单层化学吸附,结合Webber-Morris模型拟合结果发现,吸附过程受液膜扩散和颗粒内扩散共同控制。Langmuir模型计算出MB和TC的最大吸附量分别为247.22 mg/g和86.95mg/g。在经历5次吸附-解吸循环实验后,NSBC仍然具有良好的吸附能力,对MB和TC的吸附量分别达到99.30 mg/g和19.89 mg/g。（3）MB和TC在NSBC上可能存在的吸附机制表现为分子间氢键、表面络合、静电吸引、n-π/π-π共轭和孔隙填充等。3、通过共混纳米二氧化硅改性生物炭和聚砜混合制备具有吸附性能的混合膜材料NSBC/PSf-M,用于废水中MB的分离。结果表明:（1）在聚砜含量为16 wt%,NSBC为0.6 wt%制备的NSBC/PSf-M在初始流速为0.5 m L/min时对MB的去除量（21.384 g/m~2）要明显高于其他条件下制备的混合膜材料。（2）NSBC/PSf-M表面较为光滑,内部孔隙结构得到明显改善,晶体结构和表面官能团类型没有因为NSBC的共混有所变化,-OH和-COOH含量的增多使得水接触角明显降低,亲水性能增强。（3）在经历5次过滤吸附循环实验后,NSBC/PSf-M对MB的去除量仍然能够达到15.684 g/m~2,效率保持在最初的73.3%。表明NSBC/PSf-M具有良好的重复使用性能。