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本文以巨菌草（Pennisetum giganteum z.x.lin）为生物炭原材料,分别采用高锰酸钾和过氧化氢溶液浸渍原材料,再在氮气条件、较低热解温度（300℃）下快速热解1h,分别制得改性生物炭JMB1和JMB2,并与改性前生物炭（JBC）作对比。采用元素分析仪、扫描电镜-能谱分析仪（SEM-EDS）、比表面积分析仪、X射线衍射仪（XRD）、红外光谱（FTIR）和X射线光电子能谱仪（XPS）等技术分别表征和分析了生物炭表面主要元素含量、形态特征、比表面积和孔隙度、晶体结构、表面官能团以及表面主要元素的价态变化。并通过探究反应时间、Cd（Ⅱ）初始浓度、溶液pH值、反应温度等对生物炭在溶液中吸附Cd（Ⅱ）的影响,分析改性生物炭对Cd（Ⅱ）的吸附机制。通过将生物炭分别添加到模拟土壤和实际污染土壤,探讨添加生物炭后对土壤pH值、阳离子交换量等的影响,并进一步研究材料对实际污染土壤中镉赋存形态、可交换性盐基离子和有效态锰的影响,从而分析改性生物炭对镉污染土壤的修复作用。本文的主要结论如下:（1）在吸附实验中,JBC和JMB1对Cd（Ⅱ）的吸附均符合拟二级动力学模型,即以化学吸附为主,且IMB1对Cd（Ⅱ）的吸附性更强;而JMB2对Cd（Ⅱ）的吸附更倾向于拟一级动力学模型,即以物理吸附为主。相比Freundlich模型,三种材料对Cd（Ⅱ）的吸附更符合Langmuir模型,其最大吸附量分别为:JMB1（90.32 mg/g）>JMB2（45.18 mg/g）>JBC（41.79 mg/g）。（2）选取对Cd（Ⅱ）吸附更强的JMB1进一步探讨溶液中pH值对材料吸附性能的影响,并通过XPS图谱分析吸附前后JMB1表面元素价态的变化,结果表明吸附后π键芳香基团消失,JMB1表面的羟基（-OH）和Cd（Ⅱ）的中心形成表面络合物,由此可知:JMB1对Cd（Ⅱ）的吸附机制主要有沉淀作用、表面络合和阳离子π作用。（3）将生物炭用于模拟土壤实验中,结果表明:添加生物炭能显著提高土壤pH值和阳离子交换量（CEC）,根据这一实验结果,进一步将JBC和JMB1两种生物炭添加到实际污染土壤中,结果显示土壤酸化状况明显改善,土壤pH值从5.60提高到7.80左右;同时,土壤中有机质含量有不同程度的增加。镉形态分析结果显示土壤中土壤中可交换态镉含量明显下降,残渣态镉含量显著增加。在不同培养时间里,材料对土壤镉的修复效果表现为JMB1>JBC>CK。与对照组（CK）相比,随着培养时间的延长,添加JMB1后可交换态镉下降幅度更明显:90d（15.02%）>120d（11.18%）>60d（13.9%）>30d（6.66%）。与此同时,添加生物炭对土壤可交换性K+、Ca2+、Na+、Mg2+和有效态Mn产生了不同程度的影响。其中JMB1负载着的Mn与污染土壤中的Cd（Ⅱ）可能发生了交换作用,从而导致了土壤中的Mn含量增加,可交换态Cd含量下降。