木质纤维素类生物质热解炭化制备炭材料是最具前景的研究方向之一。目前高品质的生物炭主要以椰壳、竹子等特殊生物质为原料,采用廉价、大宗秸秆制备高品质的生物炭是未来发展的趋势。但秸秆种类繁多,何种秸秆适合制备何种性能的碳材料,如何针对性进行品质提升,实现最优化匹配目前研究较少。基于此,本文建立了 6类大宗农业废弃物制备的生物炭和典型污染物吸附特性之间的映射关系,针对优选的原料进行改性优化匹配研究,揭示相关吸附机理,获得关键控制因素和最佳制备工艺。具体内容和主要结论如下:大宗秸秆制备生物炭及其对典型污染物吸附映射关系。以5种大宗秸秆（稻秆、麦秆、棉秆、玉米秆和豆秆）和稻壳为原料,通过慢速热解制备生物炭,探究不同原料对炭产率、不同污染物吸附量的影响,筛选出吸附不同污染物的最佳生物炭。研究表明,豆秆炭的吸附性能最为优异,适用于铜离子、镉离子、铁离子、苯酚和苯胺的吸附;稻秆炭适用于铜离子的吸附;麦秆炭适用于锌离子的吸附;棉秆炭适用于苯酚和苯胺的吸附。以豆秆作为代表,通过对豆秆进行等温吸附研究和动力学研究,探讨豆秆吸附Cd2+和Cu2+的吸附机理。研究表明,豆秆吸附Cd2+和Cu2+的吸附动力学满足准二级动力学方程,吸附吻合Langmuir等温吸附模型,吸附过程吸收热量并可自发进行。豆秆、麦秆炭选择性活化及其吸附特性。通过映射关系,确定豆秆炭吸附Cd2+和麦秆炭吸附Zn2+。分别利用ZnCl2对豆秆和磷酸对麦秆进行预处理,一步炭化制备高品质炭材料。探究反应温度、时间、改性剂与生物质浸渍等因素对改性生物炭吸附性能的影响。研究表明,在反应温度800℃、时间80 min、浸渍比1.5时改性豆秆炭性能最佳,Cd2+吸附量为75.49 mg/g,比未改性豆秆炭提升36.12%,吸附动力学满足准一级动力学方程,吸附吻合Langmuir等温吸附模型,吸附过程主要为物理吸附。利用磷酸对麦秆进行改性,研究表明,在反应温度500 ℃、时间60 min、浸渍比1时改性麦秆炭性能最佳,Zn2+吸附量为78.72 mg/g,比未改性麦秆炭提升132%,吸附动力学满足二级动力学方程,吸附吻合Langmuir等温吸附模型,吸附过程主要为化学吸附。稻壳脱灰活化制备活性炭研究。考察了脱灰方法、改性温度、改性时间、水蒸气质量流量对稻壳改性炭理化特性及吸附性能的影响。结果表明,NaOH脱灰预处理后活化制备的改性生物炭的灰分含量为7.25%,明显低于盐酸预处理、生物炭酸洗以及碱洗等方法制备的活性炭,此外,NaOH脱灰预处理大幅提升了活性炭的吸附性能。研究表明,在温度为800℃、水蒸气质量流量为0.7 g/min时,稻壳活性炭性能最佳,苯酚的吸附量为118.52 mg/g,比表面积增加了约1.5倍,总孔容从0.18 cm3/g增加到0.46 cm3/g,微孔孔容高达0.108 cm3/g。