生物炭作为一种广泛使用的污水处理及土壤修复手段,其对有机污染物的去除效果及降解路径已被广泛研究。生物炭对有机污染物的高去除效率普遍被认为与其上持久性自由基（Environmental persistent free radicals,EPFRs）能降解有机质相关,但目前持久性自由基反应活性的比较、参与降解反应的程度及其降解活性的表现途径等研究仍较为缺乏。本文选用烟草废弃物（烟梗及烟杆）分别在300°C、500°C和700°C热解制备生物炭,制备好的生物炭与200mg/L的对硝基苯酚（PNP）溶液进行吸附降解实验,探究不同温度热解的烟草废弃物生物炭持久性自由基的降解活性。同时,为进一步探究生物炭上持久性自由基的特征与反应活性,选用不同类型的自由基猝灭剂与350°C热解的水稻秸秆生物炭反应,对比反应前后自由基信号强度、种类等的变化,分析生物炭上持久性自由基活性表现的可能途径。结果表明,两种生物炭对PNP的去除能力均随热解温度的升高而先增加后减少。其中,500°C制备的生物炭去除率最低,分别为56.70%（烟梗）、71.30%（烟杆）,。当热解温度升高至700°C,两种生物炭体系的PNP去除率均高于90%。PNP的液相去除一方面归因于生物炭的吸附,烟梗生物炭的吸附量随热解温度的升高而先减少后增加,烟杆生物炭的吸附量则随热解温度的升高而先减少后不变。这是因为低温热解（300°C）生物炭中未热解完全的有机质促进了生物炭对PNP的吸附,而热解温度为500°C时,孔结构及内表面没有发育完全,导致了吸附量的降低。热解温度为700°C时,生物炭表面的孔形成,增加了吸附的内表面积,吸附量增加。另一方面,PNP的液相去除由持久性自由基诱发的降解导致。烟梗生物炭随着制备温度的升高,对PNP的降解率分别为31.89%（300°C）、31.16%（500°C）和14.64%（700°C）。而烟杆生物炭,随热解温度的升高,生物炭的降解率逐渐由8.06%、31.23%增加到54.33%。对比生物炭的信号强度变化,发现生物炭持久性自由基的信号强度并不与生物炭上持久性自由基活性直接相关。对低温生物炭而言,PNP的降解主要是由于氧为中心的持久性自由基可以将电子转移给水中的氧分子生成活性氧并促进PNP的降解。而中、高温生物炭在与PNP反应的过程中,有持久性自由基生成的活性氧与污染物进行降解反应后,降解产物被已成型的芳香环碳结构稳定,进一步生成了新的自由基稳定于生物炭表面,导致其自由基信号增强活性却大幅下降。为进一步探究持久性自由基活性的表现途径,选用不同类型的自由基猝灭剂进行自由基猝灭实验。自由基猝灭实验证实,生物炭持久性自由基活性主要体现在将未成对电子转移至H₂O₂并诱导其生成活性氧而被消耗。电子空穴对生物炭的持久性自由基信号强度有贡献,但这些空穴是否具有反应活性尚需进一步研究。本研究明确了生物炭上持久性自由基降解有机污染的反应活性和贡献程度,为生物炭持久性自由基降解有机污染物的研究提供了新思路,并为生物炭材料在有机物去除方面的应用提供了理论基础。