炭质材料因具有比表面积大、多孔性、热稳定性好、机械强度高等优点被广泛用于污染物的去除研究。本文将AC、MWCNTs和PCM三种典型炭质材料作为研究对象,对其进行表面功能化改性,引入功能基团-NH₂,制备出三种氨基功能化复合材料,并用于废水中Pb（Ⅱ）、Cu（Ⅱ）等重金属离子的吸附。对复合材料的理化性质进行了表征,考察了反应时间、氨基负载量、污染物初始浓度、溶液pH和共存物质等对吸附效果的影响。氨基功能化之后的AC@SiO₂-NH₂、MWCNTs@SiO₂-NH₂和PCM@SiO₂-NH₂三种复合材料对Pb（Ⅱ）均具有较好的吸附性能,最大吸附容量分别为135.1、147.1和138.9 mg·g-1;三种氨基功能化炭质复合材料对Pb（Ⅱ）的吸附符合Langmuir模型,整个吸附过程以炭质体系表面发生单分子层吸附为主,且在pH=5时其吸附效果最佳,水中常见的竞争性阳离子K+、Na+、Mg2+和有机物SA、HA对三种复合材料去除Pb（Ⅱ）的影响较小。在此基础上,本文选取活性炭和生物质炭为主要研究对象展开了两方面研究:（1）将活性炭作为炭质材料,采用共沉淀—溶胶凝胶法制备了新型吸附材料AC/Fe₃O₄@SiO₂-NH₂,用于水中Pb（Ⅱ）的吸附去除,重点探究mAC/mFe₃O₄质量比、反应时间、溶液pH、温度、Pb（Ⅱ）初始浓度、共存干扰物质等对复合材料吸附性能的影响,并通过TEM、SEM、Maping、FTIR、BET、XRD、Zeta电位、XPS等手段对氨基改性磁性活性炭的理化性质进行表征分析,探究其对Pb（Ⅱ）的吸附机理;（2）以病死猪热解炭化物为原料,引入螯合性能较好的官能团-NH₂来吸附去除废水中微量络合态Cu（Ⅱ）,采用SEM、EDX、Maping、FTIR、TGA、XPS等技术对氨基功能化猪热解炭化物进行表征,考察材料投加量、反应初始浓度、反应温度、反应时间、竞争性离子等因素对材料去除效果的影响,研究其去除机制,为炭化物进一步资源化利用提供理论基础。实验结果表明:当mAC:mFe₃O₄=1:0.25时AC/Fe₃O₄@SiO₂-NH₂的比表面积为48.9 m2·g-1,对Pb（Ⅱ）的去除效果最佳,在20h可达吸附平衡,在pH≈5.2环境下吸附效果最佳,最大吸附容量可达104.2 mg·g-1,Langmuir模型能较好地描述Pb（Ⅱ）在AC/Fe₃O₄@SiO₂-NH₂上的吸附行为,AC/Fe₃O₄@SiO₂-NH₂对不同初始浓度重金属离子的吸附效果为Pb（Ⅱ）>Ni（Ⅱ）>Cu（Ⅱ）>Cd（Ⅱ）。热力学研究表明随着温度从293上升至333 K,ΔG0从-1.6下降至-3.1 kJ·mol-1,吸附过程为自发吸热反应。FTIR和XPS分析表明AC/Fe₃O₄@SiO₂-NH₂与Pb（Ⅱ）之间的吸附机理主要是由于氨基的存在。与PCM相比,PCM@SiO₂-NH₂对水体中微量Cu（Ⅱ）-Cit和Cu（Ⅱ）-NH3展现了更好的去除能力,克服了一般吸附剂对络合态重金属离子很难吸附的缺点。吸附材料具有较大的比表面积（62.2 m2·g-1）,对Cu（Ⅱ）-Cit和Cu（Ⅱ）-NH3的最大吸附容量分别为5.6 mg·g-1和6.7 mg·g-1,吸附过程均符合准二级动力学方程和Langmuir模型;PCM@SiO₂-NH₂对Cu（Ⅱ）-Cit和Cu（Ⅱ）-NH3的去除机理主要包括络合反应、静电吸附以及离子交换,FTIR和XPS分析结果显示,吸附过程中-NH₂基团和Cu（Ⅱ）之间的络合吸附占了主导作用。