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随着工业社会的发展,含重金属工业废水的危害日益严峻,如何处理含重金属废水受到广泛关注与研究。本文选用农林生物质材料棉花壳,经过处理后制得棉花壳原材料粉末、NaOH改性棉花壳粉末、炭化棉花壳粉末,用于吸附废水中的Cu（Ⅱ）,分析研究了反应时间、反应温度、pH值、投加量及初始浓度、Cd（Ⅱ）浓度等因素对铜离子去除效果的影响,并进行了吸附动力学、吸附等温线、吸附热力学、及其性能表征的分析,得到结论如下:（1）单因素实验研究表明:棉花壳原材料粉末、NaOH改性棉花壳粉末、炭化棉花壳粉末对铜离子的去除率和吸附容量随反应温度的升高而升高,30℃较为适宜;炭化棉花壳粉末随炭化温度的升高,吸附量增加;三种材料在反应前30 min吸附速率比较快,120 min后基本达到平衡;在pH值较低时,去除率很低,pH值为5时有较好的处理效果,含铜废水通常为酸性,所以pH为5可以减少碱的使用,较为适宜;三种材料对铜离子的去除率随投加量的增加而增加,但是考虑到吸附容量,棉花壳原材料粉末投加量为1.00 g,NaOH改性棉花壳粉末投加量为0.75g,炭化棉花壳粉末投加量为0.50 g为宜;当溶液中存在Cd（Ⅱ）竞争吸附时,随着Cd（Ⅱ）浓度提高铜离子的去除率均有所下降,但仍然对铜离子有一定的吸附效果,同时对Cd（Ⅱ）也有一定吸附能力。（2）棉花壳原材料粉末、NaOH改性棉花壳粉末、炭化棉花壳粉末吸附性能的对比分析。在30℃、pH为5、体积为100ml铜离子浓度为128 mg/L条件下反应120 min,1.00 g棉花壳原材料粉末对铜离子的去除率为89.8%、吸附容量11.5 mg/g,0.75 g NaOH改性棉花壳粉末对铜离子的去除率为90.4%、吸附容量为15.4 mg/g,0.50 g炭化棉花壳粉末对铜离子的去除率为88.5%、吸附容量为22.7 mg/g。由此可见改性后的棉花壳粉末,其吸附容量有较大提高,炭化棉花壳粉末对铜离子的吸附效果优于NaOH改性棉花壳粉末优于棉花壳原材料粉末。（3）反应动力学研究表明:棉花壳原材料粉末、NaOH改性棉花壳粉末、炭化棉花壳粉末吸附铜离子的过程符合准二级反应动力学模型,相关系数可达到0.99,说明准二级动力学模型包含的外部液膜扩散、吸附和内部颗粒扩散等吸附过程能够更为真实地反映棉花壳原材料粉末、NaOH改性棉花壳粉末、炭化棉花壳粉末这三种材料对铜离子的吸附反应,且吸附速率均跟铜离子浓度的二次方成正比。（4）反应热力学研究表明:Langmuir等温吸附模型对棉花壳原材料粉末、NaOH改性棉花壳粉末、炭化棉花壳粉末这三种材料处理含Cu（Ⅱ）废水的拟合效果更优,说明三种生物材料对铜离子的吸附是单分子层吸附,RL值均在0-1之间,属于优惠吸附。棉花壳原材料粉末、NaOH改性棉花壳粉末、炭化棉花壳粉末在吸附铜离子过程中,ΔH>0、ΔG<0、ΔS>0说明该反应过程是自发进行的吸热反应,升温有利于吸附反应的进行,铜离子吸附到吸附剂位点时固/液界面处的无序性增加。（5）性能表征结果显示:棉花壳原材料粉末含有大量-COOH、ArOH（酚羟基）、R-OH（醇羟基）、R2-C=O、-NH2等结构,NaOH改性后,C=O炭氧双键消失,炭化棉花壳粉末在高温条件下,纤维素、半纤维素等结构被破环,C=O炭氧双键消失,产生了C≡N,通过反应前后的FTIR图进行对比,主要有羟基、胺基、酰胺、氰基参与铜离子的吸附过程。通过扫描电镜可以看出,三种材料外壁均呈现出多褶皱的光滑波纹状,内部为无规则的多孔结构,多褶皱的外表和内部多孔结构表明棉花壳是一种良好的生物吸附材料,炭化后的棉花壳粉末孔径明显增大且更加规整,改性后的吸附性能有很大提高。