新能源汽车和电动车越来越普及,但是回收废旧的NCM811电池过程中会产生大量高浓度和低浓度的Ni2+,Co2+和Mn2+废液,电镀废水中含有大量的Zn2+,这些重金属离子会导致生物中毒。生物质是一种优良的碳源,然而在众多的生物质中,需要选择一种合适的碳源,通过一系列的方案制备出对Zn2+,Ni2+,Co2+具有高吸附量和高去除率的炭材料,为工业用于去除重金属离子污染提供可靠支撑。本文以农林废弃物-核桃青皮为原料,高温热解制备核桃青皮基生物质炭。采用SEM、FTIR、BET,XPS,XRD,VSM和ZETA电位等手段对吸附金属离子前后的炭材料进行表征,对其比表面积及孔径分布,微观形貌,材料表面电荷性质和表面有机官能团等进行分析。通过研究炭材料对于Zn2+,Ni2+和Co2+的吸附等温线,吸附动力学,吸附热力学,离子竞争反应和固定床吸附以及炭材料再生过程,探究其吸附机理和在工业应用的可行性。主要结论如下:（1）以农林废弃物核桃青皮为原料,采用水热法制备核桃青皮前驱体,再高温热解（700℃,750℃,800℃）制备核桃青皮生物质炭（HBCx）。核桃青皮生物质炭HBCx的形貌为不规则块状结构,外表面分布着大量的孔道,HBC800孔体积和比表面积分别为0.0710 cm~3/g和94.39 m~2/g,具有分级多孔结构;HBCx含有丰富含N,O表面官能团,炭材料表面的-OH参与了离子交换过程;吸附等温线和吸附动力学实验结果表明,吸附过程能用Langmuir等温吸附模型和拟二级动力学模型更好的反映,其理论最大吸附量为Zn2+（249.38 mg/g）>Ni2+（128.21 mg/g）>Co2+（115.74 mg/g）,0<RL<1,其结果表明HBC800吸附Zn2+,Ni2+和Co2+以化学吸附过程为主。吸附热力学实验证明吸附过程为自发的吸热过程。（2）以农林废弃物核桃青皮为原料,硫脲为外来氮源和硫源,采用水热法制备N,S共掺杂核桃青皮前驱体,再高温热解（700℃,750℃,800℃）制备N,S掺杂核桃青皮炭（HSBCx）。HSBCx的形貌为不规则块状多孔结构,HSBC800孔体积和比表面积分别为0.20 cm~3/g和194 m~2/g;HSBCx含有丰富含N,O和S的表面官能团,炭材料表面的-OH参与了离子交换过程,掺杂的N和S所组成有机官能团对于金属离子的吸附有促进作用;HSBC800的pHPZC为3.12;吸附等温线和吸附动力学实验结果表明,吸附过程能用Langmuir等温吸附模型和拟二级动力学模型更好的反映,其理论最大吸附量为Zn2+（292.40 mg/g）>Ni2+（170.36 mg/g）>Co2+（152.91 mg/g）,0<RL<1,其结果表明HSBC800吸附Zn2+,Ni2+和Co2+是化学吸附。（3）以农林废弃物核桃青皮为原料,采用水热法制备核桃青皮前驱体,前驱体与硝酸铁按15:7,15:9,15:11比例混合均匀,再高温热解（800℃）制备磁性核桃青皮炭（MBCx）。MBCx的表面有大量的聚合体可能是Fe~0或Fe3O4的混合物。MBC9孔体积和比表面积分别为0.28 cm~3/g和249 m~2/g,是分级多孔结构;MBCx含有丰富含N,O表面官能团,炭材料表面的-OH参与了离子交换过程,Oxide-N对于Zn2+和Ni2+吸附有较高的选择性;MBC11的pHPZC为8.90;XRD结果显示炭材料中Fe的晶相结构以Fe~0为主,MBC11的饱和磁化强度高达37.76 emu/g。吸附过程能用Langmuir等温吸附模型和拟二级动力学模型更好的反映,其理论最大吸附量分别为Zn2+（263.16 mg/g）>Ni2+（137.36 mg/g）>Co2+（130.38 mg/g）;0<RL<1,其结果表明MBC9吸附Zn2+,Ni2+和Co2+以化学吸附过程为主。通过上述制备的材料进行吸附热力学、固定床、竞争和炭材料再生吸附,结果表明,吸附过程为自发的吸热过程。HBCx,HSBCx和MBCx可作为处理Zn2+,Ni2+和Co2+废水的高效可循环使用吸附剂,MBCx可通过磁场作用快速分离。离子交换,共沉淀,表面络合,孔隙填充效应和静电吸附等可能是Zn2+,Ni2+和Co2+在HBCx,HSBCx和MBCx上的吸附机制。