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重金属通过人为等方式释放到水体之中后,会对水体造成严重的污染。同时,重金属由于具有不可降解性,可以通过食物链在人体内不断聚集,进而对人体健康产生严重的危害。解决水体中重金属污染问题已成为重要的研究课题之一。生物炭作为处理重金属污染废水的重要吸附剂,除了具有高效、简便等优点外,还存在回收利用难等问题,这使得生物炭在实际投入使用时受到了一定的限制。在生物炭表面负载磁性介质,吸附结束后,利用外加磁场将吸附剂从吸附体系中完全分离出来,可大大降低废水处理成本。本文将废弃的柚子皮在不同热解温度下进行炭化,制得生物炭吸附材料（BC）,并对其进行磁性四氧化三铁（Fe3O4）负载,得到一种可利用外加磁场回收利用的磁性生物炭吸附材料（MBC）。同时,本文对不同热解温度下制备的BC和MBC利用傅里叶红外光谱仪、X射线衍射仪、比表面积及空隙分析仪等手段进行表征,研究了BC和MBC对水溶液中Cu2+、Pb2+和Zn2+吸附的动力学和热力学特征以及竞争吸附。此外,在单一溶液体系中研究了热解温度、初始浓度、环境温度、溶液pH以及吸附剂投加量等因素对Cu2+、Pb2+和Zn2+在BC和MBC上吸附效果的影响。主要得到以下结果和认识:（1）表征结果表明,对生物炭负磁后比表面积略有下降,且热解温度越高,比表面积越大。MBC比BC表面官能团要更丰富,富含不饱和的碳碳双键以及铁氧（Fe-O）键等活性基团,这些官能团有利于MBC通过螯合等方式吸附重金属离子。未负磁的BC出现了无定型炭的特征峰,为非晶体结构,MBC有明显的Fe3O4晶相,且热解温度越高,Fe3O4晶相的特征峰更尖锐、强度也更高。（2）动力学实验结果表明,60 min时BC和MBC对水溶液中Cu2+、Pb2+、Zn2+的吸附达到吸附平衡,且BC和MBC对水溶液中Cu2+、Pb2+和Zn2+的吸附过程均能很好地用准二级动力学模型拟合,相关系数R2分别大于0.990和0.995,由其计算的平衡吸附量（qe,cal）与实验所测值（qe,exp）较为接近。（3）热力学实验结果表明,BC和MBC对水溶液中Cu2+、Pb2+和Zn2+的吸附过程更符合Langmuir等温吸附模型,反应主要发生的是单分子层吸附。BC对Cu2+、Pb2+和Zn2+在BC600为吸附剂,45℃条件下吸附量达到最大,理论最大饱和吸附量分别是8.19、32.19和5.65 mg/g;MBC对Cu2+、Pb2+和Zn2+在MBC600为吸附剂,45℃条件下吸附量达到最大,理论最大饱和吸附量分别是8.25、27.68和5.30 mg/g,说明BC和MBC对三种重金属离子的吸附效果差异不大,且最适合用于Pb2+污染的水体,Cu2+次之,Zn2+的吸附效果相对较弱。热力学参数分析结果表明,由于吸附体系中ΔG0<0,ΔH0>0,表明BC和MBC对Cu2+、Pb2+和Zn2+的吸附是自发的吸热反应,温度升高有利于吸附反应的进行。（4）在单一重金属离子吸附体系中,BC和MBC对水溶液中Cu2+、Pb2+和Zn2+的吸附量随着溶液初始浓度的增大而呈现出先快速增加后增加量趋于平缓的趋势。在同一初始浓度条件下,BC对Cu2+、Pb2+和Zn2+的吸附效果呈现出BC600>BC500>BC400;而MBC500和MBC600在同一初始浓度条件下,对Cu2+和Pb2+的吸附效果表现为MBC500>MBC600,MBC400的吸附效果相对较弱,对Zn2+而言,热解温度越高的MBC对其吸附效果越高,即表现为MBC600>MBC500>MBC400。整体而言,增加环境温度和溶液pH值有利于BC和MBC吸附Cu2+、Pb2+和Zn2+反应的进行。随着BC和MBC投加量的不断增加,Cu2+、Pb2+和Zn2+这三种重金属离子的吸附量表现为先急剧上升后增加缓慢的趋势,Ct/C0变化曲线整体呈现先迅速下降而后逐渐趋于平缓的趋势;且热解温度高的BC和MBC对Cu2+、Pb2+和Zn2+去除更彻底。（5）考虑到实际水体污染中,往往是多种离子共存体系,本研究开展了离子竞争吸附实验。二元竞争吸附实验结果表明,在Cu2+-Pb2+体系中,Pb2+比Cu2+更具竞争吸附优势;在Cu2+-Zn2+体系中,Cu2+比Zn2+更具竞争吸附优势;在Pb2+-Zn2+体系中,Pb2+比Zn2+更具竞争吸附优势。在Cu2+、Pb2+和Zn2+三个离子共存体系中,BC和MBC的吸附选择顺序是Pb2+>Cu2+>Zn2+。