我国的能源结构依旧以煤炭为主体,煤对中国社会的发展和经济的增长意义重大,未来相当长的一段时间,我国仍需依赖煤炭发展,因此实现煤炭的清洁、高效利用至关重要。目前关于煤炭的洁净燃烧技术已经有了很大的发展,燃煤过程的主要污染物,如氮氧化物、硫氧化物和粉尘等已经被严格控制。燃煤过程当中生成的低浓度污染物（VOCs、气态汞等）越来越受到人们的关注,挥发性有机污染物（VOCs）一般指沸点较低的有机物,在工业生产和能源利用中,以较低的浓度排放。汞及其化合物是一类较难消除的有毒有害物质,其具备一般重金属污染的特点,在地球的自然环境中会长时间存在,具有生物富集性,对人体和环境具有很大的毒性,煤的燃烧是大气人为汞排放的主要来源。目前在工业VOCs和气态汞的处理技术中吸附法被广泛应用,吸附法具有操作简单、处理效率高的优点。吸附技术的关键是高效吸附剂的开发,现阶段以农业生产过程中产生的秸秆等废弃物为原料制备的活性炭表现出很大的优势,其原料来源广泛、生产过程简单,并且产物的吸附效果极佳,在大气污染治理和水污染治理方面展现出巨大优势。其制备方法多样,目前在活性炭中进行杂原子负载的研究越来越多,通过氮、卤素和金属原子的负载可以大幅度提升多孔炭的吸附性能。基于以上背景,本文采用一步活化法制备生物质多孔炭,利用三聚氰胺进行氮元素负载、高锰酸钾进行锰负载。结合表征数据,研究了活化剂、氮源对吸附剂物理化学特性的改变。以甲苯作为VOCs的代表污染物,重点考察吸附剂对甲苯和气态汞的吸附性能,着重分析甲苯和气态汞的吸附机理和影响因素。最后提出氮掺杂一步法合成活性炭更具优势的关键因素,氮掺杂对吸附性能的提升机制,甲苯和气态汞的吸附机理。主要结论如下:（1）与传统物理活化和化学活化制备的多孔炭相比,采用氮掺杂一步活化法制备的多孔炭具有极高的比表面积,高达2318 m~2/g。吸附性能优异,在30℃条件下对甲苯的吸附容量高达559 mg/g,同时具备良好的吸附动力学数据。这主要归因于氮源在活化过程中对孔结构形成的促进作用,同时成品多孔炭中的含氮官能团对甲苯的吸附也有重要影响,使其吸附性能展现出了明显优势。（2）氮元素的掺杂有助于提升吸附剂的吸附性能。三聚氰胺高温分解产生的NH3与活化剂具有协同扩孔作用,可以极大地增强KHCO3的活化作用。三聚氰胺可以与纤维素发生化学反应,材料内部会存在大量含氮官能团,这些含氮官能团在高温下会分解,对材料进行刻蚀,同时产生的含氮气体也会对多孔炭进一步活化。制得的氮掺杂多孔炭具有吡咯氮、吡啶氮和石墨氮等含氮官能团,可以为甲苯的吸附提供更多的活性位点,提升吸附性能。（3）氮元素和锰元素在多孔炭上的负载可以大幅提升多孔炭对气态汞的吸附性能。氮掺杂的影响主要体现在两个方面:首先,三聚氰胺的存在有利于更发达孔隙多孔炭的形成,尤其是对气态汞吸附影响巨大的微孔结构;其次,含氮官能团的存在使得气态汞在多孔炭表面进行更多的化学吸附过程。锰负载对气态汞吸附的提升主要体现在活性炭表面存在高价锰元素,其可以大大促进化学吸附能力。