本项目选择不同来源的高有机碳固体废弃物,采用程序升温法来制备多种生物质炭,利用电镜扫描、元素分析、比表面积分析、光谱分析等手段揭示了不同生物质炭的结构特性,并通过酸洗、温度梯度等措施优化生物质炭的表面特性;然后将生物质炭与不同类型的有机污染物进行批量吸附实验,并对吸附前后的生物质炭与污染物的复合物进行红外光谱分析,剖析了生物质炭对不同有机污染物的表面吸附过程,揭示了生物质炭对不同类型有机污染物的吸附机制。结果表明:(1)生物质炭的特性明显受原材料来源和裂解温度的影响。秸秆生物质炭含C量最高,杨树叶生物质炭含H和N量最高,污泥生物质炭的灰分含量最高。随着温度的升高,生物质炭的芳香性增强,比表面积和吸附容量增加,酸洗处理显著改变生物质炭表面官能团振动峰,并能够增加其表面孔容及中孔数量,提高了生物质炭的吸附性能。(2)2,4-D、阿特拉津和萘这三种有机污染物在生物质炭上的吸附过程都是一个先快后慢的过程,生物质炭对萘的吸附一般在15 h后达到吸附平衡,而对2,4-D和阿特拉津的吸附需要24 h以上才能达到平衡状态。批量吸附实验表明不同生物质炭对2,4-D、阿特拉津和萘的吸附等温曲线均符合Frendlich模型;对萘的吸附同时也符合Langmuir模型。生物质炭对三种有机污染物的吸附能力不同,秸秆生物质炭对萘的吸附能力最强,对2,4-D和阿特拉津的吸附能力较弱。(3)生物质炭的裂解温度和颗粒细度会影响其对有机物的吸附特性。随着生物质炭裂解温度的增加,秸秆炭和杨树叶炭对三种有机物的吸附能力增加;随着炭颗粒粒径的减小,生物质炭对有机污染物的平衡吸附量增加。(4)溶液环境会显著影响生物质炭吸附有机物分子的吸附特性及平衡吸附量。秸秆生物质炭对2,4-D和阿特拉津在离子强度为0.01 mol/L吸附量最强,而杨树叶生物质炭对2,4-D和阿特拉津的吸附能力随溶液中电解质强度的增加而增加。溶液环境为酸性时,生物质炭对2,4-D的吸附量最大,溶液环境为碱性时,炭对阿特拉津的吸附量最大;改变溶液的pH值不会影响秸秆炭对萘的吸附能力。(5)生物质炭对3种有机污染物的吸附机制不同。萘在水溶液中为非极性分子,秸秆生物质炭对其的吸附机制主要包括范德华力、疏水作用和π-πEDA相互作用。2,4-D分子在水溶液中表现为负极性,秸秆生物质炭对2,4-D的吸附过程还会受到范德华力、π-πEDA作用、静电作用以及氢键作用的影响;杨树叶生物质炭对2,4-D的吸附机制除了静电作用外,还包括范德华力、π-πEDA作用和疏水作用。阿特拉津在水溶液为正极性,秸秆生物质炭对阿特拉津的吸附机制包括疏水作用和静电作用,杨树叶生物质炭对阿特拉津的吸附机制包括范德华力、静电作用和疏水作用。