现今,全球气候变暖已成为备受国际社会瞩目的热点问题。政府间气候变化专门委员会（Intergovernmental Panel on Climate Change,IPCC）第一工作组第四次评估报告指出,在过去的100多年间,全球温度平均上升0.74±0.18 ^oC。人类活动引起大气中温室气体浓度的增加是气候变化的主要原因之一。作为大气中仅次于二氧化碳（CO₂）和甲烷（CH₄）的第三种温室气体,一氧化二氮（N₂O）的全球变暖潜能值（Global Warming Potential,GWP）约是CO₂的190-290倍,是CH₄的4-21倍。此外,N₂O化学性质稳定,存在于大气中100年不分解,能够进入同温层,对臭氧层产生破坏。因此,减少N₂O排放对于缓解全球气候变暖的趋势具有重要意义。研究表明,N₂O排放量的1/3以上来源于农业活动,而土壤排放N₂O的比例占农业活动排放N₂O的72%,因此,减少土壤中N₂O的排放对于降低温室效应具有重要作用。土壤中N₂O排放主要是氮肥的大量使用造成的。截至目前,农业土壤N₂O的减排措施主要包括:减少氮肥的使用、控制灌溉的方式以及次数、使用硝化抑制剂和生物炭等。考虑到上述几种N₂O减排方法潜在的不足,为了研发一种低成本、高效率的N₂O减排技术,本论文提出利用具有发达孔隙结构和丰富官能团的煤体作为N₂O吸附剂,进而实现固定N₂O的目标,减少土壤向大气中N₂O的释放量。为了初步验证利用天然煤体减排N₂O技术设想的可行性,本论文选用4种不同变质程度煤体作为为研究对象,深入研究了不同煤阶煤体对N₂O的吸附/解吸静力学和动力学规律,并利用相关表征手段,探讨了二者之间的吸附作用机理。本论文主要研究内容和研究结论包括以下五个方面:（1）依据容量法测定吸附量原理,测定了不同煤阶煤体对N₂O的吸附静力学和动力学数据,并利用吸附静力学和动力学模型对实验数据进行拟合分析。结果表明:Langmuir等温吸附模型能够较好地描述4种煤体对N₂O的吸附静力学过程,且基于Langmuir模型得到的4种煤体的N₂O最大吸附容量范围为1.01-1.62 mmol/g。拟二阶动力学模型能够精确地预测4种煤体对N₂O的吸附动力学过程,且基于拟二阶动力学模型得到的4种煤体吸附N₂O的动力学参数（k₂）范围为0.082-3.31 g/mmol/s。（2）联用CO₂吸附和N₂吸/脱附方法,表征了煤体微孔/介孔/大孔孔隙结构特征,并以此研究了煤体孔隙结构对其N₂O吸附性能的作用规律。研究结果表明煤体微孔是N₂O的主要吸附空间,即微孔比表面积越大,煤体N₂O吸附性能越强。（3）依据容量法测定吸附量原理,测定了不同煤阶煤体对N₂O的解吸静力学数据。研究发现:随着煤样变质程度的增加,N₂O吸附/解吸滞后程度减弱。上述规律可能与煤中含氧官能团含量随变质程度增强而不断降低有关。（4）利用X射线光电子能谱（X-ray photoelectron spectroscopy,XPS）初步探讨了煤体对N₂O的吸附作用关系。表征结果显示:N₂O与煤体之间存在化学吸附作用。该化学吸附作用具体表现为:N₂O作用后煤体的总含氮量上升,且吡咯/吡啶酮-N含量降低。因此,N₂O分子极可能与煤中吡咯/吡啶酮-N发生作用,并进一步生成胺基或酰胺基。此外,N₂O作用后煤体-C=O和-COOH含量降低。N₂O与煤体之间潜在的化学吸附作用有利于煤体对N₂O的稳定存储。（5）为了进一步提升实验室研究与土壤中N₂O固定环境的吻合度,本论文还研究了含水煤体对N₂O的吸附/解吸行为。结果表明,H₂O会减弱煤体对N₂O的吸附量。H₂O削弱煤体的N₂O吸附性能,主要与H₂O分子会吸附于煤体表面官能团,占据N₂O吸附位点,以及堵塞煤体内部孔隙“孔喉”,进而阻碍N₂O顺利到达吸附位点两方面因素有关。