吸附法操作简单,能够有效除去废水中的金属离子。吸附剂是吸附技术的核心。本文主要用农林废弃物核桃青皮热解碳化制备生物质活性炭,并引入草酸铵作为造孔剂,同时草酸铵也作为N源,提高比表面积的同时增加其表面含氮量。借助BET、SEM、TEM和XPS分析来测定核桃皮炭和中空核桃皮炭的材料结构和表面的化学基团。并研究了所制备的生物质炭对废水中Zn²⁺、Co²⁺和Ni²⁺的静态和动态吸附性能。以核桃青皮为碳源,制备了三种终温不同的核桃皮炭。结果表明,制备的核桃皮炭为不规则的块状结构,块与块之间没有关联,炭的大小不一。炭块颗粒表面比较规整,没有孔结构,也没有中空的结构,比表面积非常小。当热解温度为530℃时,所制得的HTP₅₃₀的C元素含量为78.96%,O元素含量为16.05%,N元素含量为4.12%。其中O元素中C=O含量为9.64%,是商业活性炭CAC的1.96倍;-OH的含量为6.38%,是CAC的4.59倍;N元素含量是CAC中N元素的45倍。对金属离子的吸附结果表明,由于存在大量的含O和含N元素官能团,对Zn²⁺、Co²⁺和Ni²⁺的吸附性能比较好。对Zn²⁺的饱和吸附量为76.33 mg/g,对Co²⁺的饱和吸附量为32.28 mg/g,对Ni²⁺的饱和吸附量为28.68mg/g。而CAC对以上三种金属离子的吸附量均不到2 mg/g。动力学实验表明,拟二级动力学模型的拟合参数R²更高,其中HTP₅₃₀对Zn²⁺的拟二级参数R²达到了0.9974。拟二级模型计算的吸附量与实验值也更为接近,所以吸附过程主要为化学吸附。吸附等温线实验表明,Langmuir比Freundlich模型拟合的相关程度要高,该炭对金属离子为单分子层吸附。（2）以核桃青皮为碳源,加入草酸铵作为造孔剂和氮源,制备出了中空的核桃皮炭。结果表明该炭呈现堆积状,炭与炭之间有大小不一的空隙,该炭具有中空结构,中空部分的尺寸较大,主要为中、大孔结构。该生物质炭的比表面积不大,但与上章所制备的炭相比有一定的提升。中空核桃皮炭相较于商品炭,其O和N元素含量很高,而C元素含量则偏低。其中HTP₇₃的O元素高达29.61%,N元素为5.77%,而C元素只有64.61%。这些含O和N元素所能提供的化学官能团非常多,因此很大程度上提高了其对金属离子的吸附性能。该类中空活性炭的O元素大部分以C=O、C-OH的形式存在,几乎没有以COOH的形式存在,因此使得该炭表面呈碱性,能够提高其对金属离子的吸附性能。该系列多孔炭中,HTP₇₃对金属离子的吸附量最大,对Zn²⁺、Co²⁺和Ni²⁺的饱和吸附量分别为:120.17mg/g、71.84 mg/g和72.29 mg/g。吸附等温线用Langmuir和Freundlich等温吸附模型来拟合,结果表明Langmuir吸附等温模型拟合的效果更好,R²均大于0.994,说明该过程为单分子层的吸附。吸附动力学拟合结果表明,所制备的中空生物质炭对金属离子的吸附均可以用拟二级动力学模型来描述,R²值均在0.998以上,说明该吸附过程属于化学吸附。（3）选择前两章吸附性能较好的两种活性炭HTP₅₃₀、HTP₇₃为填充柱材料,进行穿透曲线实验。探究初始浓度、流量大小和吸附剂种类对穿透曲线的影响。结果表明,金属离子的初始浓度越低,吸附柱的穿透时间越长,穿透曲线逐渐变平缓,吸附柱的穿透点向后移动,吸附柱的饱和速率减慢。溶液的流量增大,填充柱的穿透时间会相应缩短,吸附柱耗竭点的时间也会相应缩短。对于吸附Zn²⁺、Co²⁺和Ni²⁺三种金属离子,HTP₇₃炭材料的吸附效果均比HTP₅₃₀要好。总体上,按照穿透时间和耗竭点时间取平均值的计算方法,得出结论:对于Zn²⁺,HTP₇₃的吸附效果比HTP₅₃₀增加41.55%。对于Co²⁺,HTP₇₃的吸附效果比HTP₅₃₀增加37.94%。对于Ni²⁺,HTP₇₃的吸附效果比HTP₅₃₀增加52.93%。