近年来,随着现代工业的发展，水体中重金属及氨氮的污染越来越严重，最终进入人体造成巨大危害。由于无污染，制备工艺简单，易于操作，成本低廉，吸附效率高等优点，生物质已成为去除水中重金属离子和氨氮污染的高效吸附剂。本文以生物质为基体，并通过水热法制备生物炭，改性及复合Fe3O4制备吸附剂，样品进行X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、比表面积测定（BET test）、傅立叶红外光谱（FTIR）等表征，对吸附剂成分、结构、形貌、表面官能团、比表面积和孔径等进行分析。并探究其吸附性能：通过研究准一级动力学、准二级动力学模型来确定吸附反应的动力学类型；通过粒子内扩散模型分析样品吸附过程的几个阶段，明确吸附反应的过程；通过研究吸附等温线模型（Langmuir模型，Freundlich模型和Temkin模型）可以判断生物炭对于重金属离子和氨氮的吸附性能，判断吸附反应是否有利等；通过吸附热力学模型计算吸附过程的活化能、熵变、焓变和吉布斯自由能探究吸附反应的吸附类型、反应的吸放热和自发程度，探究其吸附机制。具体研究内容如下：　　(1)以生物质松叶为吸附剂吸附Cr(VI)，松叶粉能有效去除废水中的Cr(VI)，3小时后基本达到吸附平衡，吸附率达90％以上；通过吸附过程分析，松叶吸附Cr(VI)符合准二级动力学模型，吸附过程包括表面扩散、颗粒内部扩散和吸附平衡扩散三个阶段，最大吸附量为45.73 mg?g-1，活化能Ea为54.68 KJ?mol-1，表明吸附过程是主要为化学吸附，由ΔS、ΔH和ΔG的数值可得吸附反应为自由度增加的吸热自发反应。　　(2)以松树叶为原材料，水热法制备生物炭吸附剂，通过碱改性分别用于水中Cu(II)和氨氮的吸附去除。研究发现，碱改性生物炭对Cu(II)和氨氮具有良好的吸附去除效果，Cu(II)和氨氮在生物炭表面的吸附动力学符合准二级动力学模型。吸附Cu(II)和氨氮的最大吸附量分别为72.67和29.75 mg?g-1，吸附Cu(II)和氨氮过程的活化能Ea分别为13.57和13.83KJ?mol-1，表明两者吸附过程均以物理吸附为主；由ΔS、ΔH和ΔG数据可知，Cu(II)和氨氮的吸附过程离子自由度均增加，吸附Cu(II)的过程是自发放热的，而吸附氨氮的过程是吸热且不自发的。(3)以碱改性生物炭用于水中Cu(II)和氨氮的共同吸附去除，通过性能测定，吸附的效率随着Cu(II)和氨氮溶液初始浓度的升高而逐渐降低，约60min后达到平衡饱和状态。通过吸附机理分析，吸附二元体系Cu(II)和氨氮均符合准二级动力学模型；吸附Cu(II)和氨氮过程的活化能Ea分别为22.66和78.18KJ?mol-1，说明在二元体系吸附过程中，吸附Cu(II)以物理吸附为主，吸附氨氮以化学吸附为主；通过对ΔS和ΔH的分析，吸附Cu(II)的过程是吸附质自由度增加的吸热过程，而吸附氨氮的过程反映了吸附质自由度减小的放热过程；吸附Cu(II)和氨氮的ΔG>0，说明二元体系的共同吸附反应是不自发的。通过Langmuir模型可以计算出二元体系吸附过程的最大吸附量分别为49.33和34.77mg·g-1，与单一体系分别吸附的最大吸附量有所差别，可能是离子半径所致。　　(4)将水热生物炭与四氧化三铁复合，然后进行碱改性得到改性水热生物炭/Fe3O4复合纳米吸附剂。将其用于水中Cu(II)的吸附去除。吸附在前10min速度比较快，100min达到平衡，最大吸附量为76.16mg?g-1，复合吸附剂的最大吸附量有显著的提高；动力学分析吸附过程更符合准二级动力学；吸附Cu(II)的活化能Ea为14.13KJ?mol-1，表明其吸附过程是以物理吸附为主；热力学数据分析吸附Cu(II)的ΔS、ΔH和ΔG，说明了被吸附离子混乱度增加，吸附过程是吸热不自发的。