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生物炭是生物质经隔绝空气或供氧不足条件下热分解所得富碳固体产物。生物炭与普通炭相比，其天然赋予N、O、S、P等杂原子官能团为固定重金属离子提供了有效的吸附位点。其内部发达的毛细管结构有利于形成中孔或大孔，以便提高吸附过程的动力学特性。本文通过硝酸氧化、氨基化、赋溴、硫等方法对生物炭进行表面功能化，探究了功能化前、后生物炭物化性质的变化，并探讨功能化生物炭对Pb(II)、Cd(II)、As(V)等的吸附特性和吸附稳定性，得到结果如下：生物炭通过表面功能化改变其表面官能团种类，对某些特定重金属离子能产生更好的吸附效果。相比表面功能化以前，氨基化功能化方法制备生物炭的BET比表面、总孔容均增大；其他三种生物炭表面积减少。硝酸功能化生物炭的酸性基团羧基显著增加，羰基减少；赋溴生物炭和赋硫生物炭羧基增加，内酯基和羰基减少。氨基化生物炭酸性基团减少，羰基增加。Pb(II)、Cd(II)、As(V)三种重金属离子最佳吸附pH分别为6、6、7；吸附时间在6h以后吸附基本达到平衡，吸附容量变化并不明显；功能化生物炭对Pb(II)、Cd(II)、As(V)吸附过程可用等温吸附方程模拟，吸附动力学数据符合拟二级动力学模型。对三种重金属离子吸附过程，氨基化生物炭均表现了良好的吸附效果。通过观察吸附前、后炭的红外光谱图发现Pb(II)、Cd(II）、As(V)主要通过离子交换和表面络合两种作用方式吸附在生物炭表面上，表面含氧官能团与含氮官能团与重金属离子发生缔合作用。在Pb(II)-Cd(II)双组份混合体系中，Pb(II)对Cd(II）的吸附有抑制作用，生物炭对Pb(II)的吸附能力大于Cd(II）；在As(V)-Cd(II)混合体系中，生物炭对As(V)和Cd(II)在吸附过程中能相互促进，Cd(II)对As(V)吸附促进作用较强，使对As(V)的吸附能力大于Cd(II)；As(V)-Pb(II)混合体系中，生物炭As(V)和Pb(II)在吸附过程中也存在相互促进的情况，Pb(II)对As(V)吸附的促进作用较强，对As(V)的吸附能力大于Pb(II)。对功能化前、后的生物炭试样吸附Pb(II)、Cd(II)、As(V)等重金属的稳定性进行了分析。生物炭采用氨基化、硝酸氧化、赋硫、溴等方法功能化前、后，吸附Pb(II)、Cd(II)、As(V)等重金属主要以稳定的残渣态存在，降低了它们在环境中的迁移性。