有机固体废物的热解处置是一项双赢策略。一方面可以实现其资源化处置,另一方面得到的生物炭可以作为环境功能材料,应对当前水体有机污染危机,实现以废治废。但是,不同原料和方法制备的生物炭对有机污染物的去除性能（包括吸附和催化）存在明显差异,但其微观结构与性能之间的关系尚不明确,无法有效地指导制备高效的生物炭功能材料。因此,本论文以不同有机固废为原料,辅以系列结构调控手段,制备了系列生物炭功能材料;并分别构建吸附和基于过硫酸盐的高级氧化体系,去除水体中氯酚类和抗生素类典型有机污染物;重点考察了功能生物炭的微观结构与其性能（吸附或催化）间的关系,深入探讨了污染物去除的机制机理。具体研究内容和结果如下:（1）以城市剩余污泥为原料,通过碱-酸联合改性,制备了系列多孔磁性污泥生物炭,并吸附去除水体中的盐酸四环素（TC）。相较于单独碱或酸改性,碱-酸联合改性可显著提升其孔隙数量、丰富表面官能团并降低二次污染风险。结构与性能关系表明,多孔污泥生物炭的比表面积（BET）与其吸附容量呈线性正相关。碱-酸联合改性的SNMS-800（202.5 m~2/g）对TC的吸附性能最优（286.91 mg/g）,去除机理主要包括π-π相互作用和孔隙填充作用。此外,SNMS-800较好的吸附稳定性、良好的再生性能和磁性分离能力,表明其较好的应用潜力。本研究揭示了生物炭材料的孔隙数量与其吸附容量间的关系,为制备高效的生物炭吸附材料提供了基础。（2）以废弃虾壳为原料辅以酸改性,制备了多层级孔（兼具大孔、介孔和微孔）的虾壳生物炭（HPB）,并吸附去除水体中多种有机污染物。实验表明,HPB对2,4-DCP（2,4-二氯苯酚）、TC和RHB（罗丹明B）展现出优异的吸附容量（Qm>300 mg/g）和快速吸附平衡能力（<10 min）。有机污染物的吸附去除方式取决于其是否带明显电荷。在单层吸附体系中,静电作用对吸附的贡献最大,是苯环结构位点贡献的5.13倍;而在多层吸附体系中,苯环结构位点对吸附的贡献能力最大。结构与性能关系表明,多层级孔是HPB实现快速吸附平衡的决定性因素,高石墨化程度有助于提升HPB的吸附容量。此外,HPB的“生物炭柱”、“生物炭包”及实际制药废水的处理表明其具有良好的应用潜力。本研究证明了生物炭的多层级孔结构与平衡速率间的关系,为生物炭吸附功能材料的进一步开发提供了科学指导。（3）以城市剩余污泥为原料,通过一步法合成磁性氮掺杂污泥生物炭（MS-生物炭）,并用其活化过硫酸盐（PDS）降解水体中的TC。实验表明,MS-生物炭能有效活化PDS降解水体中的TC,且其催化效果优于典型的sp~2-杂化的碳材料（包括石墨粉、氧化石墨烯和多壁碳纳米管）。组分剥离实验表明,酸溶性组分是MS-400/600活化PDS最重要的催化贡献组分,主要促进SO4·-的生成;而碳框架是MS-800催化性能的主要贡献者,主要促进·OH的生成。MS-生物炭中掺杂的Fe、氮和sp~2-C结构是活化PDS的三种重要催化位点。重复性实验、金属浸出检测和制药废水处理进一步证明了MS-生物炭/PDS体系的应用潜力。本研究不仅提出了一种资源化处置剩余污泥的方法,提供了一种从整体到部分逐步剥离的研究思路,还为揭示生物炭的微观结构与其催化性能间的关系提供了基础。（4）以废弃虾壳为原料,通过调节热解温度并辅以酸改性,制备了系列层级孔高石墨化的虾壳生物炭材料（PSS-生物炭）,并用其活化PDS降解水体中的2,4-DCP。实验表明,热解温度对PSS-生物炭的结构影响极大。其中PSS-800催化性能最佳,对2,4-DCP的降解速率是PSS-400的29倍。多层级孔结构和碳构型是影响PSS-生物炭催化性能的两个关键因素。此外,温度能诱导碳构型的变化,进一步改变PSS-生物炭活化PDS的机理机制。其中,PSS-400/PDS体系诱导的是自由基路径,而PSS-800/PDS体系诱导的是一种非自由基路径（直接电子传递机制）,且该非自由基激活路径具有较强的抗干扰能力,对于高盐水体和富有机物的污染水体修复具有应用优势。本研究进一步揭示了生物炭结构特征与其活化PDS效能之间的关系,还揭示了生物炭活化PDS的一种新机理。（5）以废弃虾壳为原料,并分别以4,4’-二羟基二苯砜为S源、三苯基膦为P源,进一步探讨了后源S掺杂、P掺杂对N,S-掺杂的虾壳生物炭（NSC-生物炭）微观结构的影响,并用其活化PDS降解水体中的2,4-DCP。结果表明,后源P掺杂可以诱导NSC-生物炭中的大孔呈有序走向、提升BET、丰富表面官能团、提升其石墨化程度,从而提升其活化PDS的效能;而过多的S掺杂会降低NSC-生物炭的孔隙丰度、改变表面Zeta电势、降低吸附容量,从而降低其活化PDS的效能。系列表征表明,后源P掺杂可以增加NSC-生物炭的表面催化位点、提升其电子传导能力,诱导高效的电子传递机制（非自由基路径）。本研究阐明了后源S掺杂和P掺杂对N,S-掺杂的生物炭的结构及其活化PDS效能的影响,进一步揭示了生物炭结构与其催化性能之间的关系,为构建高效的生物炭/PDS氧化体系提供基础和理论指导。