生物炭是废弃生物质资源化利用的一种方式,因其原料廉价易得、高效的吸附性以及较好的吸附潜能等优点在污染治理领域受到关注。与传统的废水处理方法相比,生物炭处理方式可以有效解决成本高、污染物残留等问题。此外,由于植物对重金属的富集作用,重金属富集植物所制备的生物炭在使用过程中,往往会存在引入二次污染的风险。本文从农林废弃物生物炭的制备、改性及对溶液中Cd的吸附等角度展开研究,同时研究了富集植物热解中Cd的迁移转化及炭产物利用问题。主要成果如下:以5种农林废弃物（椰壳、稻杆、杏壳、柳木、黑麦草）为原料制备生物炭,探究不同原料对得炭率,吸附量的影响,优选出稻杆作为最佳原料。在此基础上,通过响应曲面方法对实验工况进行了优化,发现在粒径为60目、温度为600℃、时间为70min时生物炭性能最佳。对生物质原料进行活化剂前期处理,发现用FeCl₃前处理后的生物炭效果最好,其效果提升30%以上。因此,实验以稻秆为最佳原料、FeCl₃作为前处理试剂展开后面的改性研究。从表面氧化改性的角度,对FeCl₃前处理后的稻秆生物炭进行等离子体改性。研究发现改性炭对Cd²⁺的吸附能力提升近20%（达到72.6mg/g）,吸附动力学满足二级动力学方程,吸附等温模型吻合Langmuir等温吸附模型,吸附过程是吸热且自发的。改性炭动态固定柱穿透时间从40h增加到140 h,再生8次以后吸附能力仍保持在90%以上,这说明Fe基/等离子体改性生物炭具有较好吸附潜力和再生能力。对改性炭的表征发现,Fe基/等离子体改性生物炭表面的活性官能团相比未改性生物炭大大增加,Fe-Cd与（-COOH、-OH）官能团形成的络合物是其吸附Cd²⁺的关键机制。从表面还原改性的角度,对未经FeCl₃前处理稻杆生物炭进行氨基改性。研究发现改性炭对Cd²⁺的吸附能力有了50%以上的提升（达到55mg/g）,吸附动力学满足二级动力学过程,吸附等温模型吻合Langmuir等温吸附模型,热力学计算发现吸附是自发且吸热的过程。由于氨基改性后经过等离子体处理,生物炭比表面积变差,吸附性能变弱,故不选择等离子体处理氨基生物炭。动态固定柱研究表明,氨基改性生物炭穿透时间从40h增加到70 h,经过8次再生后吸附量依然在90%以上。对氨基生物炭进行表征,发现氨基生物炭表面活性氨基官能团较多,够与溶液中的Cd²⁺发生强烈的络合作用,并以稳定络合物的形态对Cd²⁺产生吸附和富集作用。经过实验结果对比,Fe基/等离子体改性炭获得较高的吸附量。与氨基改性炭相比,Fe基/等离子体改性炭比表面积高,吸附潜能好。因此,通过Fe基/等离子体改性的方式能更有效改善生物炭的吸附性能,从而高效的去除水中的Cd²⁺。针对农林废弃物重金属富集问题展开了富集植物制炭研究,并探究热解过程中Cd迁移转化与炭产物再利用问题。结果表明,重金属在气、固、液三组分中分布主要受温度的影响。随着温度的升高,生物炭的产率降低,气体挥发份中Cd增加,炭中Cd含量呈现下降的趋势。温度升至600℃以上时,危害较大的酸溶态和水溶态的Cd降到很低水平,800℃以上制备出的生物炭中Cd含量为24.8mg/kg,其中酸溶态和水溶态含量为0.372mg/kg。对此进行吸附研究发现最高吸附量为25mg/g,其吸附效果降低了28.6%。通过合理控制热解温度可以实现炭产物的稳定性,并将其应用到水体污染治理中可以起到一定效果,为富集植物后期处理与资源化利用提供了参考意义。