第1章 绪论……………………………………………………………………… 11.1 重金属废水及其处理技术 ……………………………………………… 11.1.1 我国的重金属水污染现状 ………………………………………… 11.1.2 重金属的性质与危害 ……………………………………………… 21.1.3 重金属废水处理技术 ……………………………………………… 61.2 生物炭的性质、制备方法与应用 ……………………………………… 91.2.1 生物炭的性质……………………………………………………… 101.2.2 生物炭的制备方法………………………………………………… 111.2.3 生物炭的应用……………………………………………………… 121.3 生物炭吸附剂研究进展………………………………………………… 141.3.1 生物炭吸附剂的发展历程…………………………………………… 141.3.2 生物炭吸附剂的改性方法及性能………………………………… 171.3.3 生物炭吸附剂性能的影响因素…………………………………… 201.3.4 生物炭吸附重金属离子的机理…………………………………… 221.4 研究意义及研究内容…………………………………………………… 251.4.1 研究目的及意义…………………………………………………… 251.4.2 研究内容…………………………………………………………… 261.4.3 研究创新点………………………………………………………… 27第2章 生物炭的制备及其功能化改性与表征 ……………………………… 282.1 生物炭制备及功能化改性方法………………………………………… 282.1.1 生物炭的制备……………………………………………………… 282.1.2 氧化生物炭的制备………………………………………………… 282.1.3 氢氧化钾活化生物炭的制备……………………………………… 292.1.4 磁性生物炭的制备………………………………………………… 292.1.5 纳米复合生物炭的制备…………………………………………… 292.2 生物炭及功能化改性生物炭制备机理………………………………… 292.2.1 生物炭制备机理…………………………………………………… 292.2.2 氧化生物炭制备机理……………………………………………… 302.2.3 氢氧化钾活化生物炭制备机理…………………………………… 302.2.4 磁性生物炭制备机理……………………………………………… 312.2.5 纳米复合生物炭制备机理………………………………………… 322.3 生物炭及功能化改性生物炭的表征…………………………………… 322.3.1 傅里叶变换红外光谱（FT-IR）分析 ………………………… 322.3.2 X射线衍射（XRD）分析 ……………………………………… 332.3.3 扫描电镜（SEM）分析 ………………………………………… 342.3.4 比表面积分析……………………………………………………… 362.3.5 X射线光电子能谱（XPS）分析 ………………………………… 372.4 本章小结………………………………………………………………… 41第3章 功能化改性前后生物炭对Pb2+的吸附性能………………………… 433.1 吸附时间对吸附过程的影响…………………………………………… 433.1.1 生物炭……………………………………………………………… 433.1.2 氧化生物炭………………………………………………………… 443.1.3 氢氧化钾活化生物炭……………………………………………… 453.1.4 磁性生物炭………………………………………………………… 453.1.5 纳米复合生物炭…………………………………………………… 463.2 溶液pH对吸附过程的影响 …………………………………………… 473.2.1 铅离子化学形态及饱和指数理论计算…………………………… 473.2.2 生物炭……………………………………………………………… 493.2.3 氧化生物炭………………………………………………………… 493.2.4 氢氧化钾活化生物炭……………………………………………… 503.2.5 磁性生物炭………………………………………………………… 513.2.6 纳米复合生物炭…………………………………………………… 513.3 离子初始浓度对吸附过程的影响……………………………………… 523.3.1 生物炭……………………………………………………………… 523.3.2 氧化生物炭………………………………………………………… 533.3.3 氢氧化钾活化生物炭……………………………………………… 543.3.4 磁性生物炭………………………………………………………… 543.3.5 纳米复合生物炭…………………………………………………… 543.4 温度对吸附过程的影响………………………………………………… 573.4.1 生物炭……………………………………………………………… 573.4.2 氧化生物炭………………………………………………………… 583.4.3 氢氧化钾活化生物炭……………………………………………… 583.4.4 磁性生物炭………………………………………………………… 583.4.5 纳米复合生物炭…………………………………………………… 593.5 循环使用性能考察……………………………………………………… 603.6 本章小结………………………………………………………………… 61第4章 改性前后生物炭吸附Pb2+的吸附动力学与热力学机理…………… 634.1 吸附动力学……………………………………………………………… 634.1.1 生物炭的吸附动力学……………………………………………… 634.1.2 氧化生物炭的吸附动力学………………………………………… 654.1.3 氢氧化钾活化生物炭吸附动力学………………………………… 674.1.4 磁性生物炭的吸附动力学………………………………………… 694.1.5 纳米复合生物炭的吸附动力学…………………………………… 714.2 吸附等温线……………………………………………………………… 734.2.1 生物炭的吸附等温线……………………………………………… 744.2.2 氧化生物炭吸附等温线…………………………………………… 754.2.3 氢氧化钾活化生物炭的吸附等温线……………………………… 774.2.4 磁性生物炭吸附等温线…………………………………………… 784.2.5 纳米复合生物炭的吸附等温线…………………………………… 804.3 吸附热力学……………………………………………………………… 824.3.1 氧化生物炭的吸附热力学………………………………………… 824.3.2 氢氧化钾活化生物炭的吸附热力学……………………………… 834.3.3 磁性生物炭的吸附热力学………………………………………… 844.3.4 纳米复合生物炭的吸附热力学…………………………………… 854.4 本章小结………………………………………………………………… 86第5章 生物炭官能团改性吸附Pb2+的密度泛函理论研究………………… 895.1 生物炭吸附Pb2+的DFT 研究 ……………………………………… 895.1.1 生物炭表面的DFT计算分析 …………………………………… 895.1.2 生物炭吸附Pb2+的计算与结果分析 …………………………… 925.2 官能团改性生物炭吸附Pb2+的DFT 研究 ………………………… 975.2.1 官能团改性生物炭表面的DFT计算分析 ……………………… 975.2.2 官能团改性生物炭吸附Pb2+的计算与结果分析 …………… 1035.3 本章小结 ……………………………………………………………… 108第6章 结论与展望…………………………………………………………… 1106.1 结论 …………………………………………………………………… 1106.2 展望 …………………………………………………………………… 111参考文献………………………………………………………………………… 113