我国作为工业和农业大国,每年产生大量的工业和农业废弃物,如何合理的处置和利用,是当前急待解决的难题。生物质炭及其纳米复合材料的制备与应用,可有效的解决农业废弃物焚烧、能源短缺、水体污染等问题,是以废治废、节约资源、实现可循环经济的重要手段。本文以农业废弃物稻壳、稻草为生物质原料,通过热解、化学改性、共热、溶胶-凝胶等方法,制备改性生物质炭、Ca O/改性生物质炭纳米复合材料、g-C₃N₄/改性生物质炭纳米复合材料、Ti O₂/改性生物质炭纳米复合材料等,并用以去除典型的印染废水（阳离子染料孔雀石绿和阴离子染料甲基橙）。通过投加量、p H、共存离子、吸附-解吸附（吸附/光催化-解吸附/光催化）实验,探究去除过程的影响因素,通过吸附动力学模型、等温吸附线模型、热力学等模型非线性拟合,探究染料的降解过程,通过SEM、FT-IR、XRD等表征,探究生物质炭及其纳米复合材料的理化性质,最终结合上述探究结论,综合分析去除染料的机理,为有效解决农业和工业水体污染,提供一条绿色、经济、可行的方式方法。主要研究结论为以下几点:（1）以孔雀石绿（MG）和甲基橙（MO）作为目标污染物,吸附试验结果表明:稻壳基生物质炭吸附率大于稻草基生物质炭吸附率,碱改性生物质炭吸附率大于氧化剂改性生物质炭吸附率大于酸改性生物质炭吸附率。改性生物炭仅对去除阳离子染料MG具有高吸附率,对阴离子染料MO吸附率极低,其中,Na OH改性稻壳生物质炭（NBC）对MG的吸附率为（97.46±0.9）%,Na OH改性稻草生物质炭（NRS）对MG的吸附率为（90.33±0.5）%。（2）Na OH改性生物质炭（NBC、NRS）的最佳投加量为0.04 g(MG浓度为50mg·L^-1、体积为150 m L),吸附效果随p H的增加而增加,且在6-11范围内具有高吸附效率（>90%）。吸附过程符合准二级动力学模型、Elovich模型、Langmuir-Freundlich模型、颗粒内扩散模型和Boyd模型拟合,吸附过程受共存金属离子影响[Cu（II）>Cd（II）>Mn（II）],循环三次后NBC、NRH的吸附率和回收率大于85%和60%。吸附机理主要为静电、离子交换、氢键和n-π键等作用。（3）以鸡蛋壳为钙源,以改性生物质炭（NBC）为碳源,采用共热法制备Ca O/改性生物质炭（Ca O/NBC）,根据煅烧温度不同,分别记为Ca O/NBC₆₀₀、Ca O/NBC₈₀₀、Ca O/NBC₁₀₀₀。Ca O/NBC₆₀₀纳米复合材料最佳投加量为0.04g·L^-1(MG浓度为10 mg·L^-1),Ca O/NBC₈₀₀纳米复合材料最佳投加量为0.04g·L^-1(MG浓度为120 mg·L^-1),Ca O/NBC₁₀₀₀纳米复合材料最佳投加量为0.02g·L^-1(MG浓度为150 mg·L^-1),样品在PH=4-10范围内具有良好吸附效果。吸附过程符合准二级动力学模型、Elovich模型、Langmuir-Freundlich模型、颗粒内扩散模型拟合,吸附过程受共存金属离子影响[Cu（II）>Cd（II）>Mn（II）],循环三次后的吸附率和回收率大于75%。Ca O/NBC₆₀₀纳米复合材料的吸附过程主要涉及静电、离子交换、n-π键、空隙填充等作用,Ca O/NBC₈₀₀、Ca O/NBC₁₀₀₀纳米复合材料除上述作用机理外,存在明显的氢键作用,且随煅烧温度的升高而加大。（4）以尿素为氮源,以改性生物质炭（NBC）为碳源,采用共热法制备g-C₃N₄/改性生物质炭（g-C₃N₄/NBC）,NBC与g-C₃N₄的质量比为1:3混合时吸附效果最佳。g-C₃N₄/NBC最佳投加量为0.16 g·L^-1(MG浓度为50 mg·L^-1),吸附受溶液p H值影响,样品在PH=4-10范围内具有良好吸附效果。吸附过程符合准二级动力学模型、Elovich模型、Langmuir-Freundlich模型、颗粒内扩散模型拟合,吸附为自发（（35）G⁰为负数）、吸热（（35）H⁰为正数）、无序性增加（（35）S⁰为正数）过程。吸附过程受共存金属离子影响[Cu（II）>Cd（II）>Mn（II）],循环三次后g-C₃N₄/NBC纳米复合材料对MG的吸附率和回收率分别为72.47%和47.36%,吸附机理主要为静电、离子交换、氢键和n-π键等作用。（5）以钛酸四丁酯为钛源,以改性生物质炭（NBC）为碳源,采用溶胶-凝胶、水热（160℃）/热解（500℃）法制备Ti O₂/NBC₁₆₀和Ti O₂/NBC₅₀₀纳米复合材料。Ti O₂/NBC₁₆₀和Ti O₂/NBC₅₀₀纳米复合材料的最佳投加量为0.6 g·L^-1(MG浓度为50 mg·L^-1),溶液p H值在7-11之间具有较好吸附-光催化效率。吸附-光催化过程符合准二级动力学模型、Elovich模型、Langmuir-Freundlich模型拟合,吸附过程受共存金属离子影响[Cu（II）>Cd（II）>Mn（II）],循环三次后Ti O₂/NBC₁₆₀和Ti O₂/NBC₅₀₀纳米复合材料的吸附率和回收率大于78%和50%。机理为吸附（静电、离子交换、氢键和n-π键等作用）-光催化（高电荷分离、电子-空穴对缓慢复合、光吸收）协同降解机制。综上所述,相较于生物质炭对阳离子染料孔雀石绿的去除,改性生物质炭、Ca O/改性生物质炭、g-C₃N₄/改性生物质炭、Ti O₂/改性生物质炭纳米复合材料的去除效率和效果均有大幅提升。去除过程均受溶液环境中p H值和共存离子影响,可重复循环使用,去除过程均符合准二级动力学模型、Elovich模型、Langmuir-Freundlich模型、颗粒内扩散模型拟合,涉及静电、离子交换、氢键和n-π键等物理、化学降解过程,本论文为相关领域的研究提供了规律性理论基础和实际性应用依据。