工业水处理, 2019, 39(9): 1-7 doi: 10.11894/iwt.2019-0390

• 专论与综述 •

生物炭复合材料在废水处理中的应用研究进展

蒲生彦,1,2,3, 贺玲玲1,2, 刘世宾1,2

Review on the preparation of biochar composites and its applications in wastewater treatment

Pu Shengyan,1,2,3, He Lingling1,2, Liu Shibin1,2

收稿日期: 2019-07-11  

基金资助: 国家自然科学基金项目.  41772264
四川省应用基础研究重点项目.  18YYJC1745

Received: 2019-07-11  

Fund supported: 国家自然科学基金项目.  41772264
四川省应用基础研究重点项目.  18YYJC1745

作者简介 About authors

蒲生彦(1981-),博士,教授E-mail:pushengyan@gmail.com , E-mail：pushengyan@gmail.com

摘要

本研究通过大量的文献调研，系统地综述了生物炭复合材料的制备方法及其在废水处理中的应用。梳理和总结了生物炭-纳米复合材料、生物炭-磁性复合材料和生物炭-无机复合材料的制备方法和特点，以及炭复合材料在重金属废水处理、有机工业废水处理中的应用研究进展，并对未来研究发展提出了建议。

关键词： 生物炭 ; 复合材料 ; 吸附剂 ; 工业废水处理 ; 研究进展

Abstract

In this paper, the preparation methods of biochar composites and their applications in wastewater treatment were systematically reviewed. The preparation methods and characteristics of biochar-nano composite, biochar-magnetic composite and biochar-inorganic composite were summarized, and the application of biochar composite in heavy metal wastewater treatment and organic industrial wastewater treatment were also reviewed. Some suggestions for future research and development are also given.

Keywords： biochar ; composite materials ; adsorbent ; industrial wastewater treatment ; research progress

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本文引用格式

蒲生彦, 贺玲玲, 刘世宾. 生物炭复合材料在废水处理中的应用研究进展. 工业水处理[J], 2019, 39(9): 1-7 doi:10.11894/iwt.2019-0390

Pu Shengyan. Review on the preparation of biochar composites and its applications in wastewater treatment. Industrial Water Treatment[J], 2019, 39(9): 1-7 doi:10.11894/iwt.2019-0390

生物炭是生物质材料（如废弃木材、植物秸秆等）在完全或部分缺氧的条件下热解得到的高含碳量固体产物，具有较高的碳含量和芳香性的结构、较大的比表面积、丰富的孔隙结构和表面活性基团，对各类污染物均具有很强的吸附能力，在土壤治理、气候调节和废水处理等方面应用广泛〔1〕。近年来，生物炭由于其内部孔隙结构丰富、理化性质稳定，且来源广泛、环境友好，被作为一种性能优良的吸附剂应用于各类工业废水的处理。

生物炭对污染物的去除能力主要取决于其理化性质。但是，这些性质又随原料和热解条件的变化而变化，在高温下热解生物质材料可获得丰富的多孔结构和较高的比表面积。而不适宜的热解温度则会使生物炭碳化不足或过度碳化，会减少表面具有吸附能力的官能团，降低金属离子和离子型化合物在生物炭表面的吸附位点〔2〕。此外，生物炭应用于废水处理时还面临着固液分离困难的局限性。因此，越来越多的学者开始研究制备具有新性能、新结构、能够满足不同需求的新型生物炭复合材料，通过负载材料能够改善生物炭基本的理化性质，给予生物炭更多的表面活性位点，同时还能增强生物炭的回收利用率，其综合性能通常优于单一生物炭材料〔3〕。

本研究分析和总结了生物炭-纳米复合材料、生物炭-磁性复合材料、生物炭-无机复合材料的制备方法和研究动态，梳理回顾了生物炭复合材料在工业废水处理中的应用研究进展，以期为生物炭复合材料在工业废水处理中的应用提供一定的参考。

1 生物炭及其复合材料

1.1 生物炭的制备方法

生物炭的制备原料来源非常广泛，如工业、农业、林业废弃物、木材加工过程和农产品加工过程以及生活中产生的有机废物、动物粪便、植物残体等。同时，制备生物炭的热解方法也有多种，包括慢速/快速热解、水热碳化和气化等〔4〕。不同的原材料和热解方法制备的生物炭性质存在明显差异。生物炭的热解过程一般分为4个阶段〔5〕：（1）失水阶段，生物质材料在该阶段失去游离水和结合水；（2）纤维素及半纤维素热解阶段，生物质内的可燃物被热解；（3）木质素热解阶段，生物质内的一些官能团中的化学键断裂，发生芳构化、环化等反应形成高度芳香化结构；（4）碳化阶段，生物炭内部形成炭网结构。

常见的制备方法与参数见表1。

表1   生物炭制备中的热解方法

原材料加热速度热解温度/℃停留时间压力
快速热解极快（约1 000 ℃/s）400~600极短（秒）真空大气压
慢速热解慢（< 10 ℃/min）350~800长（小时）大气压
水热碳化慢（< 10 ℃/min）175~250长（小时）—
气化中等700~1 500中等（分钟、秒）高于大气压

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不同原料制备的生物炭具有相似的芳香性结构，但表面官能团含量存在一定的差异。但是，热解温度对不同生物质制备的生物炭性质的影响是基本一致的〔6〕。由低温热解（≤400 ℃）生产的生物炭具有较高的质量产率，表面官能团的化学键并不会断裂，其中含有更多的挥发物和丰富的表面官能团。随着热解温度的升高（≥600 ℃），表面官能团中的化学键断裂形成小分子化合物，生物炭芳环结构增加，芳香化程度和稳定性增强，表面官能团数量减少〔7〕。

高度的芳香化结构和丰富的官能团是生物炭去除水中污染物的关键，生物炭在高温热解的过程中，芳香化程度增加，但是却不可避免地失去了部分表面官能团。为了更好地解决这个问题，大量学者仍然在尝试不断增加生物炭表面的官能团和活性位点改善生物炭的物理化学性质，增强其吸附性能。

1.2 生物炭-纳米复合材料

纳米材料具有较大的比表面积且表面含有大量的不饱和键，增加了其与污染物的接触面积，使其具有更高的化学活性和吸附性能，但由于纳米材料在水中不稳定，容易发生团聚和钝化〔8〕。因此，研究人员尝试通过浸渍和共沉淀等办法，将碳纳米管、壳聚糖、石墨烯、层状双氢氧化物、ZnS纳米晶体、氧化石墨烯、纳米级零价铁和C3N4〔9〕等纳米材料负载在生物炭上以增强纳米材料的分散性和稳定性，同时纳米材料自身良好的吸附性能能够弥补高温热解后生物炭表面官能团减少的缺陷，从而制备出活性更高、吸附性能更优的复合材料。由于纳米材料的引入，所制备的生物炭复合材料在比表面积、孔径分布、孔体积和表面活性位点的数量方面有所改善，吸附能力和易分离能力也有所提升。此外，负载在生物炭表面的纳米颗粒具有高催化活性和对各种污染物的氧化/还原能力，可以同时通过吸附和降解两种途径去除污染物〔10〕。

大量研究表明，纳米生物炭复合材料可以吸附废水中的重金属、有机污染物和其他无机污染物〔11〕，在废水处理中具有良好的应用前景。但是，在进一步研究中，还需要考虑纳米材料的环境和生物毒性〔12〕。作为一个新兴的研究领域，需要进行更多的相关研究以弥补未来发展中的认知不足。

1.3 生物炭-磁性复合材料

生物炭成本低且效率高，但难以从水溶液中分离，这限制了其大规模应用。为了达到从水中分离生物炭的目的，一些研究通过引入提供磁性的金属和金属盐，例如FeCl3·6H2O、FeSO4·7H2O、Fe2（SO4）3和零价铁（ZVI）等赋予生物炭磁性。制备生物炭-磁性复合材料有3种常用方法，即浸渍法、液相沉淀法和水热合成法〔13〕。赋磁后的生物炭比表面积、pH和零电荷点均有所增加，可通过物理吸附、离子交换、静电吸引和官能团吸附等过程去除废水中Ag+〔14〕和Cr6+〔15〕等重金属离子，生物炭-磁性材料对废水中的有机污染物也有较好的吸附能力，如莠去津〔16〕和亚甲基蓝〔17〕等。所得到的磁性生物炭具有很强的磁分离能力，使用低强度外部磁场，可以达到从污染废水中回收磁性生物炭的目的，但是生物炭-磁性复合材料的应用也有一定的局限性。例如，过量使用生物炭-磁性材料，废水中铁含量会升高，进而造成铁污染。此外，最终如何处置磁性生物炭吸附剂也是一个棘手的问题。

1.4 生物炭-无机复合材料

铁锰氧化物、硫化物等无机材料因为具有独特的物理化学性质（高表面积、微孔结构、带负电表面、环境友好和大量表面吸附位点）〔18〕，易与水中污染物发生反应，常被作为改良剂应用于废水处理中。研究人员将无机材料与生物炭结合后，增加了生物炭表面与污染物作用的位点。此类材料的制备方法和生物炭-纳米材料相似，多采用浸渍法和共沉淀法，但其负载的无机材料是粒径没有达到纳米级别的无机物。M. Rajendran等〔19〕采用浸渍法将竹生物炭加入改性硫溶液中得到S-BC（硫改性生物炭）。再将S-BC加入硫酸亚铁溶液中制备得到S-Fe-BC（硫-铁改性的生物炭）。负载的S和Fe增加了生物炭表面的活性基团，可用于吸附水中的重金属离子。K. W. Jung等〔20〕研究了δ-MnO2-裙带根生物炭复合材料，通过XRD衍射图表明，在裙带根生物炭表面形成了δ-MnO2的三维层次结构，高倍率SEM图像表明，锰氧化物在复合材料表面分布均匀，许多交织的薄板在生物炭表面构成了多支化分层结构，这种三维层次结构提供了大量的吸附位点，显著提升了生物炭对污染物的吸附能力。

2 生物炭复合材料在工业废水处理中的应用

生物炭复合材料具有发达的孔隙结构，富含大量的含氧官能团和矿物质。可以有效吸附废水中的重金属离子、有机污染物等污染物，降低由各类污染物引起的环境风险。从环境和经济角度来看，廉价且吸附性能优良的生物炭有希望成为活性炭的替代者。

归纳了典型生物炭复合材料在废水处理中的应用研究，结果见表2。

表2   生物炭复合材料在废水处理中的应用研究

生物炭原材料负载材料热解温度/℃停留时间/h去除的污染物类型吸附量或去除率与原始生物炭比较参考文献
稻壳和固体废物钙、铁试剂3001As5+、Cr6+95%、>95%高（As5+）〔15〕
苹果渣Fe3+/Fe2+6001Ag+818.4 mg/g高〔19〕
裙带根δ-MnO4002Cu2+230.125 mg/g高〔20〕
花生壳ZVI8001Cr5+、TCE223.21 mg/g、100%高〔21〕
污泥ZnCl2、EDTA5000.5As3+、As5+0.84、1.43 mg/g高〔22〕
小米麸皮MnOx6002Cd2+50.0 mg/g高10倍〔23〕
厚皮刺果松木赤铁矿6001As5+0.428 mg/g高1.6倍〔24〕
玉米秸秆MnOx6003Cu2+160.3 mg/g高〔25〕
山核桃壳铁盐6002As5+2.16 mg/g高〔26〕
去皮松木氯化锰7003Pb2+52.4 mg/g高5倍〔27〕
木材S6004Hg107.5 mg/g高1倍〔28〕
杉木FeCl34502莠去津102.17 mg/g高〔16〕
空果串FeCl3·6H2O——亚甲基蓝265.0 mg/g高〔17〕
牛骨MgAl、LDH6001亚甲基蓝406.47 mg/g高〔29〕
枯松树CaWO4550~6008罗丹明、甲基橙76%、63%高〔30〕
棕榈nZVI5008甘草膦80.0 mg/g高〔31〕
玉米秸秆nMnO26002DBP、OTC0.036 4、0.086 7 mg/g高〔32〕
棉木石墨烯6001亚甲基蓝174.0 mg/g高20倍以上〔33〕
山核桃和甘蔗渣CNT6001亚甲基蓝6.2 mg/g高将近2倍〔34〕
小麦秸秆石墨烯6001菲13.9 mg/g高将近2倍〔35〕
鸡粪、木头水凝胶——苯酚30.68 mg/g—〔36〕
造纸厂污泥ZVI700—五氯酚48.45 mg/g高〔37〕

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2.1 生物炭复合材料处理重金属废水

生物炭复合材料对重金属的吸附通常是由几种吸附机理综合作用产生的〔38〕，主要包括：（1）离子交换，生物炭表面金属与质子或碱金属之间的阳离子交换；（2）静电吸引，生物炭表面与静电金属之间的相互作用；（3）物理吸附，生物炭的表面和多孔结构可以吸附部分重金属；（4）沉淀作用，金属沉淀形成不溶性化合物；（5）络合作用，在生物炭表面的官能团和芳香结构上π电子富集区的金属络合；（6）氧化还原作用，还原金属物质。不同重金属的吸附作用机理有所不同，生物炭与重金属相互作用机制见图1。

图1

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图1   生物炭与重金属离子的作用机制


H. Lu等〔39〕在研究污泥生物炭对去除水中Pb2+的吸附时发现，污泥生物炭对Pb2+的吸附容量达到30.88 mg/g，提出了4种可能的吸附机制：（1）由于与生物炭中的K+和Na+的金属交换而产生的离子交换作用；（2）金属与生物炭有机物质和矿物氧化物的共沉淀和内球络合作用；（3）与生物炭表面的活性羧基和羟基官能团的表面络合；（4）生物炭内部孔洞产生的物理吸附。在800 ℃下制备的DMB（废弃蘑菇棒生物炭）上有大量的含氧官能团，如—COOH、—OH、—COR等含氧有机基团与重金属结合从而吸收重金属离子〔40〕。在800 ℃下制备的DMB具有较高的pH、矿物元素含量、芳香性和极性，对Pb2+、Cu2+、Cd2+、Ni2+达到最大吸附量。吸附过程中主要发生的机制包括物理吸附、含氧官能团吸附和重金属-π键交互作用。Yuyuan Liu等〔21〕通过在生物炭上负载还原性的ZVI来增加对重金属的吸附率。在800 ℃下制备出了对Cr5+吸附效果很强的磁性生物炭，其表面及内部孔网内负载了丰富均匀的氧化铁和ZVI颗粒。当pH较低时，磁性生物炭的表面带正电荷，生物炭通过静电吸引吸附带负电的离子，同时，ZVI和Fe2+将一些Cr5+还原为Cr3+，静电吸引和氧化还原反应主导Cr5+的吸附。当pH较高时，去除过程主要通过氧化还原反应和铬酸根阴离子取代复合生物炭上的羟基来控制。而通过使用ZnCl2和乙二胺四乙酸（EDTA）在高温下化学活化污泥生物炭得到的生物炭复合材料对水中的砷具有高效的吸附能力〔22〕，该复合材料拥有比原始生物炭更高的孔隙率、表面积和更多的表面活性基团。砷的吸附主要通过3种途径：（1）通过物理吸附，砷离子附着在生物炭上；（2）负载在生物炭表面的活性胺基团吸附砷离子；（3）吸附剂表面的氧基交换。此外，还有研究表明，生物炭复合材料对Zn、Hg等离子具有吸附作用〔41〕。

J. H. Park等〔23〕通过浸渍S制备了硫化木材生物炭（SWB），研究了其对汞的吸附特性和机理，并与原始木材生物炭（WB）进行了比较。S在热解过程中转化为硫化氢形式，然后与生物炭表面的碳氧基团结合形成碳硫基团，表明添加到生物炭中的S为汞吸附提供了更多的活性位点。尽管WB和SWB的汞吸附主要受pH、温度、盐浓度和生物炭剂量的影响，但在不同条件下，SWB都显示出比WB更快、更高的吸附速率。WB、SWB对汞的最大吸附容量分别为57.8、107.5 mg/g。在这个过程中，汞主要通过以下2种方式被SWB吸附：（1）被SWB中的氧化硫（C—SOx—C）基团和羧基基团吸附；（2）在硫含量高的生物炭表面上，汞以HgS的形式发生表面沉淀。而对于WB，吸附主要是通过WB表面上的羧基基团和汞离子的配位作用以及C—C π键的形成实现。Z. Fan等〔42〕通过KMnO4改性小米麸皮生物炭制备了MnOx生物炭复合材料，研究了对Cd2+的吸附效果和机理。研究表明，MnOx生物炭复合材料对Cd2+的最大吸附量达50 mg/g，是原始生物炭的10倍左右。该材料在对Cd2+的吸附主要由以下过程主导：（1）络合作用，在生物炭表面形成Cd2+-MnOx络合物；（2）官能团吸附，MnOx的负载增加了生物炭表面含氧官能团的数量，加剧了官能团的吸附过程；（3）阳离子-π相互作用，生物炭在高温（>400 ℃）下的热解具有良好的芳香π-结构，可以作为π-电子供体，因此阳离子-π相互作用也可能是控制该吸附过程的重要机制。

2.2 生物炭复合材料处理有机废水

有机污染物比重金属污染更广泛、更复杂。典型的废水有机污染物包括染料、酚类物质和农药残留物等。有机污染物与生物炭结合的吸附机制也是不同类型的吸附作用之间的结合，主要包括：（1）物理吸附，分子粒径较小的有机污染物通常通过孔隙填充被吸附到生物炭内部，在溶质浓度相对较低的情况下或在具有低挥发性物质含量的生物炭中，有机化合物在生物炭中的吸附可能主要由孔隙填充机制决定〔43〕；（2）静电吸引，静电相互作用是离子化有机化合物和可离子化有机化合物吸附的主要机制，此类有机化合物通常被吸引到具有相反电荷的吸附剂表面上；（3）分配作用，由孔隙填充吸附到生物炭内部的有机化合物如果进入生物炭非碳化部分的有机基质中，吸附的有机化合物会溶解在有机基质内，发生类似分配的吸收机制。分配多发生在高溶质浓度下的生物炭（< 400 ℃）中的无定形碳相上〔44〕；（4）芳香-π和阳离子-π相互作用，芳香族化合物通过非共价π-电子供体-受体相互作用与生物炭结合，低温处理的生物炭中的芳香-π结构可作为电子受体〔45〕，而高温处理的生物炭中的聚合芳环或负载的石墨烯片层可作为电子供体；（5）氢键结合，氢键结合是极性有机化合物在生物炭上吸附的主要机制〔46〕。生物炭上含有丰富的极性基团，使生物炭和含负电性元素的有机化合物之间通过H键结合；（6）疏水效应，表面氧化程度较低的生物炭具有疏水性质，可以通过疏水吸附机制吸附疏水性有机化合物或中性离子化有机物。不同有机污染物的作用机制也不同，吸附效果与生物炭的自身性质也密切相关。

2.2.1 染料废水

合成纺织染料是纺织废水中的主要毒性物质。大多数染料由单个或多个偶氮键（N=N）组成，占所有纺织染料的60%~70%。细菌对纺织染料进行生物转化后释放出芳香胺，在很大程度上可被皮肤吸收，而一些芳香胺具有基因毒性或致癌性〔47〕。研究表明〔48〕，废蘑菇基质（SMS）蒸汽活化制备的生物炭具有更高的表面积、孔隙率和芳香性结构，对COD和色度去除率分别为49.6%和40.1%，对阳离子染料结晶紫的去除率达到99.6%，原因主要是生物炭的芳香性结构和结晶紫的芳环结构之间容易形成π-π共轭结构。L. Meili等〔29〕使用共沉淀法合成了不同Mg:Al（物质的量比）的LDH（层状双氢氧化物）-生物炭复合材料。对亚甲基蓝的最大吸附容量为406.47 mg/g。掺入的LDH进入生物炭的网孔结构，占据了生物炭内的孔，使该复合材料的表面积比单一生物炭小，但LDH的掺入让复合材料获得更强的离子交换能力，让吸附更快地进入平衡状态。随着pH的增加，吸附量迅速增加，这可能与阳离子染料占据材料表面的活性位点有关。pH＜4.0时，复合材料的染料去除率仍然超过40%。这是因为表面负载的LDH溶解，染料吸附仍能发生在剩余的生物炭表面上。Y. Zhang等〔30〕通过共沉淀法将氯化钙、钨酸钠、枯松树生物炭合成的CaWO4 -生物炭纳米复合材料也对染料具有很好的吸附效果，该材料结合了生物炭的吸附效应和CaWO4纳米颗粒对染料的光降解作用，对罗丹明B和甲基橙等有机染料有明显的吸附效果。该复合材料对有机染料的吸附涉及静电吸引、染料分子与—COO—和—OH基团之间的相互作用，以及生物炭的表面沉淀。与单一生物炭相比，罗丹明B和甲基橙的去除能力分别提高了5%和17%。

结合生物炭自身的吸附效能，将可以降解染料的材料负载到生物炭上制备成新型复合材料，对废水中典型染料污染物的去除效果有明显提升，是一种高效的去除手段。在进一步的研究中需关注针对难降解染料制备高活性的生物炭复合材料，用于去除废水中多种复合染料污染物。

2.2.2 含酚废水

酚类化合物由于高毒性和在环境中的潜在积累而被列为优先污染物，同时，酚也是一种致癌物。化学、医药等产业排放的大量含酚废水对环境造成了严重的污染〔49〕。C. G. Lee等〔50〕研究者在700 ℃条件下成功合成的基于食物垃圾的生物炭（FWC），具有高比表面积、丰富的多孔结构，FTIR数据表明，生物炭表面含有甲基、羧基和羟基等官能团，同时具有芳香结构。通过均相单层吸附过程，对苯酚的最高吸附容量为（14.61±1.38）mg/g。N. A. S. Mohammed等〔51〕将松果壳（PFS）生物质在3种不同温度（350、450、550 ℃）下缓慢热解1 h制得的生物炭，进行批次实验吸附废水中的苯酚，结果表明，生物炭表面负电荷丰富，该吸附过程受溶液pH的影响较大：高pH时，由于阴离子形式的酚和生物炭表面之间以及溶液中酚盐和酚盐阴离子之间的静电排斥作用使吸附容量降低。此外，苯酚阴离子更易溶于水溶液，这使水和苯酚阴离子之间的相互作用更强；当pH为2~6.5时，未解离的苯酚稳定并且高度分散，这使更多的苯酚分子吸附在生物炭表面上，pH=6.5时发现最大的吸附量为26.738 mg/g。S. Fitzgerald等〔52〕在704 ℃下气化15 min获得的猪粪生物炭（GMC）可用于吸附废水中的甲酚。粪便中的氨可能有助于生成更多的碱性官能团，表面上存在的碱性官能团和羧基促进了甲酚在生物炭表面的化学吸附，甲酚结合生物炭表面基团进入GMC的孔结构。最大吸附容量分别为7.63 mg/g（25 ℃）、14.99 mg/g（35 ℃）、14.84 mg/g（45 ℃）。

生物炭表面丰富的负电荷点和官能团使得生物炭对酚类体现出了良好的吸附效果。生物炭与其他材料复合后吸附性能的提高为含酚废水的治理提供了另一种选择，在进一步的研究中需关注制备高去除率的生物炭复合材料。

2.2.3 农药废水

农药工厂生产农药时排放的废水中通常含有一些农药残留物，农业活动中使用的农药也常常在水中富集引起水体污染。Y. Zhang等〔16〕用熔融的FeCl3和杉木生物质制备的磁性生物炭（MBC）用于去除水中的莠去津。实验结果表明，MBC主要是通过2种途径吸附莠去津：（1）莠去津分子和生物炭表面官能团结合；（2）内部孔洞结构对莠去津进行物理吸附，最大吸附容量达到102.17 mg/g。用熔融的NaOH-Na2CO3再次活化耗尽的MBC，可以使其继续发挥作用。在熔盐再生过程后，MBC可以很容易地被回收，产率为98.2%。经过4个循环再生过程，仍可以保持60.55%~72.22%的初始吸附容量。L. Silvani等〔53〕将沼渣（700 ℃）、温室番茄废物（550 ℃）和榴莲壳（400 ℃）制备的3种生物炭用于水中HCH（六氯环己烷）异构体（α、β、γ、δ）的吸附研究。结果表明，3种生物炭对HCH的4种异构体均有吸附作用。在吸附过程中，由于离子-偶极相互作用的发生，生物炭表面上Fe3+的存在可能增加含氯化合物的吸附。生物炭表面含有大量可变官能团，可进行离子交换、质子相互作用、静电作用以及C=C或C=O相关的π电子的相互作用。

负载材料增加了生物炭表面和农药残留物的作用位点，活化后的生物炭复合材料可以再次投入使用，并且易于回收，生物炭复合材料对各类典型的农药残留物都有一定的吸附效果，未来应致力于研究可以同时去除多种农药残留物的高活性、高去除率的生物炭复合材料。

3 总结与展望

本研究综述了常见的生物炭复合材料制备方法，梳理了生物炭复合材料在工业废水处理中的应用研究进展。生物炭复合材料克服了高温热解导致的官能团减少和难以从水溶液中分离等问题，提升了生物炭对废水中污染物的去除效果，是一种新型、绿色、高效且有广泛应用前景的工业废水处理材料。未来对生物炭复合材料在废水处理中的应用研究应关注以下问题：（1）考虑生物炭复合材料在未来的实用性，应该深入了解的方面包括大规模生产、资源回收、再利用、废弃生物炭的管理等；（2）深入调研制备生物炭的原材料，尤其是一些产量大的废弃物。在废弃物的选择上必须注意的是，有些废弃物中含有大量重金属或其他污染物质，在制备生物炭时要进行必要的前处理。废弃物的运输成本也应纳入考虑范围；（3）可尝试将更多性质优良的吸附剂、改良剂等与生物炭结合，尝试针对更多不同种类的污染物的研究。在生物炭复合材料处理水污染时加入有效的催化剂也是一个提高处理效果和速率的好方法。

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