木质素是植物体内次生代谢合成的一种天然有机高分子物质，是自然界中第二丰富的天然高分子化合物，它也是一种环境友好、可再生、可生物降解的天然资源。木质素作为木材水解工业和造纸工业的副产物，由于得不到充分利用，大部分随造纸废液排出，既浪费资源，也污染环境。随着世界能源危机的日益严重和对生态环境保护要求的日益提高，木质素的开发利用越来越受到人们的重视。水热法制备碳材料是近年来才出现的一种新型环保的方法。生物质的水热碳化是指利用生物质为前驱体，以水为溶剂，在一定温度（通常在160-800oC）和压力下合成碳质材料的过程。水热法制备碳材料不仅成本低廉，反应过程温和，更重要的是，利用水热法制备的碳材料表面具有丰富的官能团，这些表面基团使碳材料具有良好的亲水性。本文采用造纸黑液中提取的碱木质素作为原料，以蒸馏水为溶剂，在不同的水热碳化温度（225，245，265oC）下反应20h，利用扫描电子显微镜（SEM）、红外光谱分析（FT-IR）、元素分析、热重分析（TG）和博姆滴定等手段进行了详细的表征，制备出含碳量为68.33%，热值为28.005MJ/kg，表面总含氧官能团为0.959mmol/g的水热焦炭（HTC）产物。将制备的水热焦炭，在马弗炉中进行二次低温热处理，考察不同的低温热处理温度（100，150，200oC）对水热焦炭表面含氧官能团的影响。以水热碳化温度为265oC制备的水热焦炭（HTC-265）为例，实验结果显示：通过200oC低温热处理后，HTC-265样品的总含氧官能团含量由0.959mmol/g上升到1.731mmol/g。常温条件下，该水热焦炭其对Cu²⁺的饱和吸附容量由29.412mg/g上升到47.794mg/g。采用静态吸附法收集水热焦炭对Cu²⁺吸附数据，研究其吸附机理及动力学规律。结果表明：水热碳化法制备的水热焦炭对Cu²⁺吸附等温线能较好的符合Langmuir等温吸附模型，其对Cu²⁺吸附属于单分子层吸附。同时，通过与三种动力学模型拟合显示，水热焦炭吸附Cu²⁺的动力学过程符合二级动力学模型，拟合度达到0.9998，说明水热焦炭对Cu²⁺的吸附以化学吸附为主。