一、引言

许多工业废水中同时含有重金属离子（如Cd²⁺、Pb²⁺）和有机污染物（如苯酚、染料），单一吸附材料难以满足多目标去除需求。磁性生物炭复合材料（Magnetic Biochar Composite）因兼具吸附性能与磁回收特性，在此类废水处理中展现出巨大潜力。

二、材料制备与特性

磁性生物炭通常由生物质（如秸秆、木屑）热解制得，并负载Fe₃O₄纳米颗粒，形成具有磁性的多功能吸附材料。其主要特点包括：表面官能团丰富，提供大量吸附位点；孔隙结构发达，比表面积大；磁响应性好，易于分离回收；成本低、环境友好。

三、吸附机理

吸附过程主要包括物理吸附、化学吸附、静电作用和π-π作用。其中，物理吸附通过孔隙结构捕获污染物；化学吸附则依靠表面–OH、–COOH等官能团与金属离子络合；静电作用发生在带电表面与离子之间；π-π作用则适用于芳香类污染物与碳结构间的相互作用。

四、关键影响因素

影响吸附效率的主要因素包括pH值、温度、接触时间和初始浓度。pH值影响官能团电荷状态，一般在4–6范围内最有利于吸附；温度升高有助于加快动力学过程，但过高可能破坏材料结构；接触时间通常需要60–120分钟达到平衡；初始浓度越高，吸附容量越大，但需注意材料饱和问题。

五、应用实例

某工业园区采用磁性生物炭处理含Cd²⁺和苯酚的混合废水，实验结果表明，该材料对Cd²⁺的吸附容量为68 mg/g，苯酚为92 mg/g，吸附平衡时间为90分钟，吸附率达95%以上。通过外加磁场可快速分离吸附后的材料，再生后仍保持较高吸附效率。

六、发展趋势

未来的发展方向包括开发多功能改性生物炭（如引入MnO₂、ZnO提升选择性）、构建固定床反应器用于连续运行、探索材料生命周期评估与绿色合成路径，并实现吸附-催化一体化功能材料开发。