生物质基炭材料具有发达的孔隙结构,是一种理想的吸附材料,而且采用农林废弃物和天然木质纤维材料制备高性能的炭材料符合我国绿色发展战略。本文采用微波电加热双模加热方式,以氯化锌作为活化剂,单步活化法制备了低成本稻壳活性炭和剑麻活性炭纤维,并对它们进行对比,分别考察了不同因素(浸渍比,活化温度,活化时间,升温速率)对吸附剂孔隙结构和重金属离子吸附能力的影响。通过单因素实验得到稻壳活性炭的最佳工况为：活化温度600℃,活化时间50 min,浸渍比(氯化锌：稻壳)1.5：1,升温速率15℃/min。剑麻活性炭纤维的最佳工况为：预氧化温度250℃,预氧化时间1h,活化温度600℃,活化时间50 min,浸渍比(氯化锌：剑麻纤维)1.25：1,升温速率10℃/mmin。BET结果表明最优工况下的稻壳活性炭和剑麻活性炭纤维的比表面积分别达到了1719.32 m2/g和2055.53 m2/g。对最佳条件下的炭基吸附剂,进行微波硝酸改性和硫化改性,探究不同因素对微波硝酸改性(硝酸浓度,改性温度,改性时间,改性功率)和硫化改性(氯化亚砜用量,氯化亚砜接触时间,巯基乙酸用量,巯基乙酸接触时间)的影响。通过正交实验表明稻壳活性炭的最佳微波硝酸改性条件为：硝酸浓度8 mol/L,改性温度130℃,改性时间5 min,改性功率800 W；剑麻活性炭纤维的最佳微波硝酸改性条件为：硝酸浓度9.5 mol/L,改性温度150℃,改性时间15 min,改性功率800 W。通过单因素实验得到到稻壳活性炭硫化改性的最佳条件为：氯化亚砜用量10 mL,氯化亚砜接触时间1.5 h,巯基乙酸用量12 mL,巯基乙酸接触时间2 h；剑麻活性炭纤维最佳硫化改性条件为：氯化亚砜用量12 mL,氯化亚砜接触时间1.5 h,巯基乙酸用量14 mL,巯基乙酸接触时间2 h。采用元素分析、比表面积及孔隙分析、红外光谱、Boehm滴定、Zeta电位、X射线衍射光谱(XR,D)和x射线光电子能谱(XPS)等方法对改性前后的生物质基炭材料进行分析。通过静态吸附实验,研究了各种因素(吸附时间,pH,重金属离子浓度,温度)对吸附剂除去重金属离子(铅、铜和六价铬离子)效果的影响。结果表明剑麻活性炭纤维比稻壳活性炭拥有更短的吸附时间,pH对吸附量影响较大,在pH=2-3时,改性前后稻壳活性炭和剑麻活性炭纤维对六价铬离子有较强的吸附量；在pH=5.5时,改性前后稻壳活性炭和剑麻活性炭纤维对铅和铜离子有较好的吸附能力。浓度的增加导致吸附剂的吸附量增加,去除率下降。对于两种改性吸附剂,温度均能促进吸附的进行。采用准一/二级模型、粒内扩散模型和HSDM吸附动力学模型以及Langmuir、Freiundlich等温模型分别对吸附动力学和等温吸附过程进行了分析。结果表明吸附剂对重金属离子的吸附均符合准二级动力学,颗粒内扩散模型呈现多段性。HSDM动力学模型表明吸附过程受表面扩散和膜扩散共同控制。由吸附等温模型可知,氧化及硫化改性后稻壳活性炭和剑麻活性炭纤维均更符合Freundlich等温方程,表明通过改性作用后,吸附质是在粗糙和不均匀的表面上被吸附的。吸附热力学表明所有吸附过程均能自发进行,改性后吸附剂的焓值均比之前提高,说明化学吸附所占比例增加。通过动态吸附实验,研究了固定床吸附过程中吸附剂对重金属离子在不同影响因素(柱高,初始浓度,流速)下的吸附性能并对剑麻活性炭纤维进行了固定床动力学分析。使用酸和碱在不同条件(pH,流速,温度)下脱附剑麻活性炭纤维,且进行了重复吸脱附实验,结果显示其具有优良的重复使用性能。