近年来,农业生产过程中大量农业废弃物的不当处置所引发的环境污染问题成为环境治理领域的难题。怎样有效处理大量的农业废弃物,并实现其资源化、能源化,成为了环境领域的重要研究方向。秸秆作为主要的农业废弃物能够在一定条件下转化为生物炭。然而,生物炭的应用受限于其较低的活性位点,改性则是提高生物炭各方面性能的有效方法。目前的改性方法主要以浸渍法为主,需要大量溶剂处理且耗时长。而球磨法作为一种高效、适应性广、环境友好的方法,已广泛应用于新型材料的制备与合成。将球磨法应用于生物碳改性领域已成为近年来重要的研究方向。本文以水稻秸秆为碳源,以四水醋酸镁（Mg（CH3COO）2·4H2O）为改性剂采用无溶剂球磨法制备MgO-改性生物炭,并研究其吸附和催化性能。其中选择吸附水相中的磷酸盐来研究吸附性能,选择催化葡萄糖异构化成果糖来研究催化性能,为生物炭在吸附和催化领域提供了新思路。研究内容及主要结论如下:（1）本文以常见的农业废弃物水稻秸秆为碳源,以四水醋酸镁为改性剂,采用无溶剂球磨法制备MgO-改性生物炭。分别制备了四水醋酸镁和水稻秸秆在不同重量比下、不同球磨时间下以及不同热解温度下的MgO-改性生物炭。并对制备的不同MgO-改性生物炭材料进行SEM、BET、XRD和XPS等多种表征,以研究合成条件对生物炭形貌及化学结构的影响规律。结果表明,球磨处理不仅使MgO成功负载到生物炭表面,而且还显著提高了炭材料的比表面积。（2）将上述制备的MgO-改性生物炭应用于吸附水相中的磷酸盐来研究吸附性能。当制备条件在四水醋酸镁和水稻秸秆的重量比为2:1、煅烧温度为450 ℃、球磨时间为30 min时的MgO-改性生物炭（2MgO/BC-450-0.5）,表现出最优异的磷酸盐吸附效果,吸附容量最高可达202.10 mg/g。2MgO/BC-450-0.5吸附磷酸盐过程分别符合准二级动力学模型（R~2＞0.999）和Langmuir模型（R~2＞0.974）,表明该材料吸附磷酸盐过程主要为发生在吸附剂表面的单层吸附,其中化学吸附占主导,热力学实验表明吸附过程为自发（ΔG~0＜0）的吸热反应（ΔH~0＞0）;同时,2MgO/BC-450-0.5还具有较强的耐酸碱性（pH=5时吸附效果最佳）、较强的抗离子干扰能力(HCO3-＞SO42-＞NO3-＞Cl-)和良好的循环利用性。此外,根据表征和分析结果,可以得出2MgO/BC-450-0.5对磷酸盐的吸附过程主要为质子化过程、静电吸引过程和沉淀过程的化学过程。总体而言,低成本、高效且可回收的2MgO/BC-450-0.5是很有前途的磷吸附剂。通过无溶剂球磨法制备MgO-改性生物炭制备过程简单、吸附性能优异且具备良好重复利用率,为制备新型改性吸附剂方法及其应用提供新思路。（3）将上述制备的MgO-改性生物炭应用于催化葡萄糖异构化为果糖来研究催化性能,并通过微波辅助快速生产果糖,最高果糖产率可达35.54%（远高于该领域平均水平）。在四水醋酸镁和水稻秸秆的重量比为1:2、煅烧温度为450℃、球磨时间为30 min、反应时间120 min时的MgO-改性生物炭（0.5MgO/BC-450-0.5）,表现出最佳的催化效果。随后对该改性材料进行系统的催化实验,实验结果表明,即使MgO少量的加入,催化效果依然显著,故下述实验以四水醋酸镁和水稻秸秆的重量比为2:1进行研究;0.5MgO/BC-450-0.5催化效果随着反应温度的升高而升高,值得注意的是在80 ℃条件下催化效果仍然显著。优化实验中,随着0.5MgO/BC-450-0.5添加量的增加果糖产率呈上升趋势,且0.5MgO/BC-450-0.5具有较强的耐高浓度葡萄糖能力;0.5MgO/BC-450-0.5催化效果随着球磨时间的增加呈现先增加后下降的趋势;0.5MgO/BC-450-0.5具有良好的循环利用性,重复使用3次且无明显失活。为制备新型改性催化剂方法及其应用提供新思路。本研究通过无溶剂球磨法制备MgO-改性生物炭,并分别应用于吸附水相中的磷酸盐以及催化葡萄糖异构化为果糖。均表现出优异的效果。为生物炭改性提供绿色环保、操作简单的新方法,为生物炭改性材料的应用提供了新的思路。