近年来,重金属污染情况愈加严峻,土壤重金属污染又因其长期性、隐蔽性、广泛性而严重危害人类生产生活。生物炭由于优异的结构性质,廉价而广泛的生物质来源等优点,常被用作修复剂和改良剂施加到污染土壤中。本文选用了小麦秸秆和松木屑作为生物质原材料,结合热重分析、元素分析、红外光谱分析、比表面积分析、电镜分析等手段,系统研究了不同热解温度对生物炭的化学组成和结构组成的影响;随后设计吸附实验,进一步研究了不同生物炭（M400、M500、M600、S400、S500、S600）在不同热解温度、生物炭投加量、初始pH、初始浓度条件下对生物炭吸附Pb、Cd的效果,并用等温吸附模型进一步探讨吸附机理;为增强生物炭对重金属Pb、Cd污染物的吸附、转化作用,进一步利用磷酸,氢氧化钾,负载Fe,微波等改性方法优化改性了生物炭的结构性质,并研究了改性生物炭（PM600、KM600、FeM600、BM600）对土壤重金属Pb、Cd污染物吸附、转化能力的增强作用;为模拟实际土壤中生物炭的添加对污染物迁移转化影响,采用了培土实验,研究了生物炭的添加在实际土壤修复领域的应用潜力。取得的主要结论及创新点如下:（1）探明了不同生物质材料小麦秸秆和松木屑制得的生物炭的元素组成、孔隙结构、表面官能团与制备温度的关系。结果表明,随着制备温度的升高,生物炭极性官能团逐渐减少、芳构化程度逐渐增强、微孔孔隙结构逐渐增多。（2）在吸附实验中,随着生物炭热解温度、添加量和初始溶液pH值的升高,生物炭对溶液中重金属Pb、Cd的吸附量也显著增加。生物炭对于Pb²⁺的吸附更符合Langmuir模型,这说明生物炭吸附Pb²⁺很大程度上均符合单分子层的吸附。而小麦秸秆生物炭对于Cd²⁺的吸附更符合Freundlich模型,说明其对于Cd²⁺的吸附为多层吸附。而Langmuir模型则可以更好地表征松木屑生物炭对于Cd²⁺的吸附,对于Cd²⁺的吸附更加符合单分子层类型。（3）研究了磷酸,氢氧化钾,负载Fe,微波等改性方法对小麦秸秆生物炭结构及吸附、转化性能的影响。结果表明,磷酸与铁基改性可显著增强小麦秸秆生物炭对重金属Pb、Cd污染物的吸附、转化能力。而微波改性则能疏通小麦秸秆生物炭结构中的表面附着物,使更多的活性位点得以暴露,从而增强生物炭对污染物的吸附、转化能力。磷酸改性生物炭PM600对土壤重金属Pb、Cd污染物吸附转化效果最好。（4）钝化实验中,土壤pH值由于磷酸改性生物炭自身性质先降低,后又缓慢升高。在单一重金属Pb、Cd污染土壤中,随着生物炭添加量的增加、施入生物炭培养时间的延长,重金属Pb、Cd的弱酸可提取态含量均随之减小。改性PM600生物炭对重金属污染土壤钝化作用良好。结合经济及钝化效果考虑,5%的PM600生物炭添加量对土壤重金属Pb、Cd污染进行钝化最为合适。