由于农业生产中化肥农药的过量施用和较低的利用率,以及工业和生活废水的排放,硝氮已经成为水体富营养化和非点源污染的重要污染物。有研究表明,硝氮浓度的增加对人体健康构成潜在威胁,过量硝氮还会造成动植物急性中毒、病虫害等影响。传统去除水体中硝氮的方法主要分为生物法和物理—化学法。生物法经济有效且环保,但过程缓慢,处理时间长;物理—化学方法包括反渗透、电渗析、离子交换、吸附等,其中吸附法受到广泛关注,而当前的研究热点之一是寻找一种高效、经济且环保的吸附剂。生物炭,也称生物质炭,是指生物质原材料(如秸秆、粪便、花生壳等)在限氧环境下,经一定的温度(一般低于700℃)热解产生的多孔富碳固体。因生物炭具有含碳量高、比表面积较大、表面负电荷较多以及电荷密度较高、稳定性强等特性,近年来被广泛应用于去除及治理各领域污染物。然而,生物炭的性质主要取决于原料来源和制备条件,如温度和载气条件,载气条件主要以氮气、氦气等惰性气体为主,探索CO2作为载气用于制备生物炭方面的相应研究则明显偏少。同时,生物炭施加到水体环境中具有固液分离难的缺点,有造成二次污染的风险。磁性生物炭作为一种节能环保且易回收利用的吸附材料,用来处理含硝氮废水具有一定的研究意义。因此,为更好的理解CO2等载气条件改变与热解温度对生物炭的影响,本文考察了N2和CO2两种载气及不同热解温度下制备的花生壳生物炭,在物化性质上的差异,及其对水体中硝氮的吸附性能的影响。同时,将制备好的以N2为载气的生物炭清洗后利用Fe3+/Fe2+溶液混合改性,将生物炭磁化,对制备的磁性生物炭复合材料进行表征分析(电镜扫描、红外光谱、X射线、元素分析、比表面积等),并探讨了磁性生物炭吸附水体中硝氮的吸附性能。研究结果表明:随温度升高,生物质炭化更充分,比表面积更大;CO2载气条件下生物炭的零电荷点提升速率(9～20%)约为N2气氛的2倍(6～10%);700℃时,CO2载气条件下生物质被气化造成C损失,且O元素被明显引入生物炭中形成新的C-O键;改性之后生物炭的零电荷点、比表面积明显增大;吸附动力学及热力学表明,生物炭对硝氮吸附能力均较弱,内扩散,静电吸附等共同作用于吸附过程,且N2载气条件制备的生物炭的硝氮吸附性能优于CO2载气条件20%以上;此种方法改性之后生物炭对硝氮吸附能力大大减弱。