近年来,化石燃料燃烧导致温室效应、环境污染以及能源短缺等问题日渐凸显,生物质的高值化转化利用被认为是解决环境和能源问题的关键替代品。生物质的热化学转化是实现生物质利用的重要途径之一,热解得到固态生物炭环境友好、价格低廉,生物炭经掺杂和活化后一般具有丰富的孔隙结构、较高的表面积、丰富的表面含氧官能团等特点,表现出良好的生物亲和性和吸附性能等。而且秸秆生物质原料在我国每年产量巨大,采用合理的方式实现秸秆资源的合理利用,既提高农林剩余物的附加价值,增加农民的收入,也解决秸秆焚烧所造成的环境污染问题。铅和铬是生产生活中常见的金属元素,在机械制造、钢铁冶炼等行业广泛应用。苯酚是一种重要的有机合成原料,广泛用于制造酚醛树脂和生产除草剂等。然而,铅、铬和苯酚类物质的生产应用过程中,大量含铅、铬和苯酚等的废弃物或废水被遗弃或排放到自然环境中,不仅会造成环境污染,更会影响人类的健康。将生物质转化为高性能的材料用于吸附废水中的铅、铬和苯酚等污染物,对于推动生物质高值利用、加强环境保护和治理等方面具有重要意义。但目前活化和掺杂工艺会导致工艺步骤增加以及大量化学试剂的使用。因此,本论文采用一步热解活化方法,利用玉米秸秆为原材料,获得具有高掺氮量的介孔生物质碳材料用作重金属和有机物吸附剂;深入研究了掺氮介孔碳对水溶液中的Pb（Ⅱ）和Cr（Ⅵ）重金属离子和苯酚类有机物的吸附性能,并分别探讨了吸附作用机理。本论文的研究内容主要分为以下两个部分:（1）通过一步法碳化和活化制备了掺氮改性的玉米秸秆基掺氮介孔碳,对比了改变活化温度、掺氮比例下玉玉米秸秆基掺氮介孔碳的孔隙结构和表面官能团的影响,并将其用于吸附去除水体中的Pb（Ⅱ）和Cr（Ⅵ）重金属离子,系统研究了不同热解温度、不同的掺氮比例和不同p H等影响因素对吸附效果的影响。结果发现,KHC700-1对Pb（Ⅱ）的最高吸附量可以达到222.86 mg/g,KHC700-0.25对Cr（Ⅵ）的最高吸附量可以达到259.00 mg/g,吸附动力学和等温线分析表明,改性碳对于Pb（Ⅱ）、Cr（Ⅵ）的吸附主要是化学吸附。机理分析表明,掺氮改性的玉米秸秆基掺氮介孔碳吸附Pb2+离子的可能机制包括孔隙填充机制、静电相互作用、离子交换作用以及络合作用等,其吸附HCr O4-和Cr2O72-离子的可能机制包括孔隙填充机制、静电相互作用和离子交换作用等。（2）将所制备的玉米秸秆基掺氮介孔碳用于吸附去除水体中的典型有机物苯酚,系统研究了不同热解温度、不同的掺氮比例和不同p H等影响因素对其吸附效果的影响。所制备的玉米秸秆基掺氮介孔碳对苯酚表现出良好的吸附效果,KHC700-0.5在p H=5时吸附效果最佳,吸附容量为246.00 mg/g。吸附等温线和吸附动力学曲线分析表明KHC700-0.5吸附苯酚同时包含分子内单分子层吸附和多层吸附,并以化学吸附为主。机理分析表明掺氮改性的玉米秸秆基掺氮介孔碳吸附苯酚的可能机制包括孔隙填充机制、静电吸引、π-π相互作用和Lewis酸碱相互作用等。苯酚与Pb（Ⅱ）、Cr（Ⅵ）、Cu（II）和硝酸根等的竞争吸附结果表明,阴离子和阳离子均会对玉米秸秆基掺氮介孔碳吸附苯酚产生竞争吸附效果,导致吸附容量降低。本论文的研究结果为玉米秸秆基掺氮介孔碳高效吸附水中重金属离子和苯酚类有机污染物提供了理论依据。