生物炭是生物质在限氧或无氧条件下热解的一种固态化学产物,因其特殊的孔结构和稳定的物理化学性质,被广泛用作气态、液态污染物的吸附剂。本研究以生物质热解技术为基础,采用源头调质和生物炭改性两种方法相结合,制备吸附性能优良的生物炭,用以改善水体重金属污染。利用元素分析、傅里叶红外光谱仪（FT-IR）、比表面积分析仪（BET）、电子扫描电镜（SEM）、X射线光电子能谱分析仪（XRD）、Zeta电位分析仪等对制备的生物炭表征分析,进而通过吸附动力学、等温吸附分析生物炭对重金属Pb²⁺的吸附机制。本文首先对玉米秸秆分离的皮、瓤、叶单独热解,研究热解温度和反应停留时间对生物炭产率和性质的影响。在热解温度为600°C、停留时间为30min时得到产率较高、比表面积最大的生物炭。在此反应条件下,以不同比例掺杂聚乙烯混合热解后用氢氧化钾改性,对生物炭去除水中Pb²⁺进行了实验分析。结果发现,聚乙烯对生物炭理化性质和吸附重金属铅的性能有一定的提升,氢氧化钾改性生物炭对Pb²⁺的吸附能力有较好的改善作用。生物质和聚乙烯混合热解后生物炭产率提高,氧含量增加。当生物质与聚乙烯的质量比为4:1时,生物炭的产率、比表面积最大。氢氧化钾改性使生物炭的孔结构趋于均匀,主要为微孔结构,比表面积显著增加。羟基官能团因氢氧化钾改性而增加,生物炭对Pb²⁺的吸附能力也随之显著提高。玉米秸秆瓤生物炭的吸附效果最佳,吸附量达99.95mg/g。在吸附过程中,生物炭与Pb²⁺发生离子交换、共沉淀和络合反应生成新物相,准二级动力学和Langmuir吸附等温线模型能较好描述吸附行为。