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生物碳技术不仅可实现城市有机垃圾的无害化、减量化，将生物碳贮存在土壤中可增加土壤碳库储量，还可充当土壤活性调理剂，提高土壤肥力，对维持土壤生态系统平衡、减缓温室效应意义重大。然而，目前，各国学者对生物碳的研究中，其原料仅限于草木、秸秆、花生壳、棕榈壳、污泥等单一生物质，很少有人开展城市有机垃圾热解生物碳技术研究，对混合有机垃圾热解生物碳结构特征的形成机理和生物碳的固碳、改良土壤性能机理的研究甚少。论文开展了城市有机垃圾的热解特性及生物碳对土壤理化性质的研究，研究城市有机垃圾各单组分和混合组分热解失重特性、热解温度、升温速率对生物碳产率、表面结构的影响以及生物碳对土壤pH和CEC的影响，旨在探求城市有机垃圾热解制取生物碳工艺参数，为城市有机垃圾热解工艺应用和生物碳固碳技术应用提供理论依据。经试验研究，得出如下主要结果：1）终温500°C时，城市有机垃圾热解各单组分碳产率分别为：厨余30%、塑料52%、布20%、树叶果皮35%、纸32%、木屑26%；各组分快速失重区间分别为：厨余：270～350°C、塑料：260～310°C和400～500°C、布：300～390°C、纸：250～390°C、树叶果皮：150～400°C、木屑：350～400°C。塑料由于含量大量难分解的高分子聚合物，其失重曲线缓慢，失重率最低。混合垃圾热解失重区间为260～720°C，720°C时垃圾中有机物已基本分解完，碳产率为24%。2）10、30、50°C/min的热解升温速率研究表明，升温速率越快，生物质热解起始和终止温度越高，失重速率越快，快速失重区间越窄，热量变化曲线波动越大；升温速率30°C/min时垃圾热解碳产率最高。3）生物碳中C元素含量随热解终温升高逐渐增加，H和O元素含量减少，H/C比逐渐减少，随着温度升高，生物碳芳香化逐渐增强；O/C随着热解终温升高逐渐减少，表明生物碳表面含氧官能团逐渐减少，亲水性逐渐减弱；生物碳BET-表面积和孔隙率随着热解终温升高逐渐增加，到700°C达到最大值；生物碳表面主要含有羟基-OH、脂肪性C-H键、羧基-COOH、芳香环C-H、C=C键等。4）将生物碳贮存在土壤中培养，培养20天后土壤阳离子交换量和pH明显增加，其中贮存终温700°C生物碳的土壤阳离子交换量和pH最大，接下来的60天基本保持平稳，添加生物碳改善了土壤的理化性质，提高土壤肥性。5）初步试验结果表明，城市有机垃圾热解生物碳固碳技术最佳热解条件为：升温速率30°C/min、终温700°C。