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生物碳（biochar）是指生物质在充满惰性气体条件下通过低温热解产生的富含碳素、高芳香化、难溶并且多孔的固态材料,当添加到土壤中时,它可以大大的促进养分和污染物的循环。生物炭表面含有丰富的含氧官能团如羧基、酚羟基、甲氧基、醌基和酮基等,这些基团决定了生物炭可以作为固态的电子穿梭体,参与到自然界中的氧化还原反应中。已有研究表明,生物炭在添加到土壤中后,在自然条件的影响下其理化性质会发生改变,长时间的生物炭老化会在其表面生成大量的含氧官能团。同时,生物炭在老化过程中会释放多种有机化合物（也被称为生物炭衍生的有机物,BDOM）。已有结果证实,老化过程对生物炭理化性质产生较大影响,但是对其氧化还原特性的影响未见报道。深入研究老化过程对生物炭在土壤环境中的氧化还原能力的影响,为揭示其生态效应具有重要的意义。本文研究了在非生物体系中,生物炭经老化处理后生成溶解性生物炭和老化生物炭的规律,并重点阐明了他们的氧化还原特性以及介导污染物（Cr（Ⅵ））还原转化的能力。论文的主要内容和结论如下:（1）研究了不同热解温度的生物炭（300℃、400℃、500℃、600℃和700℃）释放BDOM的规律,并表征了BDOM的电子转移容量,阐明了其作为电子供体和电子穿梭体介导Cr（Ⅵ）还原的电子穿梭机制。利用电化学表征方法测定了BDOM的电子转移能力（ETC）,结果表明BDOM-500的ETC值为0.45mmol e-1/g·C,远远高于其他温度BDOM的ETC值。物化表征和光谱表征（三维荧光、FTIR、XPS、UV-vis）发现BDOM的结构受到生物质热解温度的影响。从较低温度（300℃-500℃）获得生物炭中提取的BDOM,其醌和酚基含量较高,这些氧化还原活性官能团随着热解温度的升高逐渐分解。此外,研究发现BDOM能够促进Cr（Ⅵ）还原,还原过程符合一级动力学方程。不同温度BDOM（300℃、400℃、500℃、600℃和700℃）对Cr（Ⅵ）去除速率分别为0.137、0.165、0.169、0.163、0.156 h-1。（2）研究了不同老化过程对生物炭氧化还原活性及其介导Cr（Ⅵ）还原过程的影响。首先,采用冻融和酸处理等方式模拟生物炭在自然界中的老化过程,获得老化后的生物炭样品。电化学表征发现,冻融老化会减弱生物炭的电子转移能力,而酸化老化和氧化老化会增强生物炭的电子转移能力。物化表征（XPS、FTIR、BET和Zeta电位）发现,老化过程会改变生物炭的理化性质和表面官能团类型和含量。通过建立偏最小二乘法模型分析（PLS）生物炭理化性质与电子转移能力的相关性,发现除了生物炭表面含有的氧化还原活性基团,其比表面积对生物炭的电子转移能力也有一定的影响。此外,老化过程会增加生物炭对于Cr（Ⅵ）的吸附和还原。本论文主要证实了生物炭在老化过程中释放的BDOM氧化还原特性与生物炭的热解温度具有高度的相关性。同时,模拟自然条件对生物炭的老化过程,探究了老化作用对生物炭氧化还原活性的影响,通过偏最小二乘法模型分析了生物炭的理化性质与电子转移能力的关联性。本论文研究结果将为生物炭在环境修复中的应用提供理论依据和技术支持。