日益严重的重金属污染对人类健康和环境构成严重威胁,将废弃生物质制成生物炭用于水体重金属的去除是一种环保有效的途径。改性和负载可赋予生物炭更发达的孔隙结构和更丰富的表面官能团,显著增强其吸附性能。本研究通过对制备的玉米芯生物炭（BC）分别改性得到盐酸改性生物炭（HBC）和柠檬酸改性生物炭（CBC）,并成功在吸附性能更强的CBC上负载纳米零价铁（n ZVI）和二氧化锰（Mn O2）获得复合材料n ZVI@CBC和Mn O2@CBC。将各材料用于水体中Pb（Ⅱ）和Cu（Ⅱ）的高效去除,探究了各因素对去除效果的影响以及可能的反应机理。本研究主要结果如下:（1）HBC和CBC与BC相比表面形貌无明显差异,物相组成均为无定型炭,改性在明显增加含氧官能团数量和种类的同时使孔隙参数也大幅提升。两种金属材料成功且均匀的负载到CBC的表面,但由于孔隙的堵塞和崩塌使复合材料的比表面积和孔体积有所降低;负载的n ZVI有部分发生氧化;Mn O2为非晶结构,具有更强的吸附性能。（2）溶液pH为强酸性时对各改性和复合材料的吸附有明显的抑制作用;低浓度的共存Na（Ⅰ）和腐植酸（HA）会对BC、HBC和CBC的吸附有一定的促进作用,在浓度较高时则会产生不利影响,而HA的存在对复合材料则仅有抑制作用;竞争吸附实验表明各生物炭材料倾向于吸附Pb（II）,但共存Cu（II）对生物炭吸附Pb（II）的抑制作用更为明显。（3）准二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型对五种材料的吸附过程都可以进行较好的描述,改性和负载后的生物炭在具有更高吸附性能的同时反应速率也更快;五种材料对Pb（Ⅱ）和Cu（Ⅱ）的吸附容量均呈Mn O2@CBC＞n ZVI@CBC＞CBC＞HBC＞BC。CBC相较于HBC和BC吸附性能的提升与含氧官能团和结构参数的优化有关,n ZVI@CBC的高反应活性和Mn O2@CBC更丰富的官能团使其比CBC性能进一步提升,n ZVI@CBC的去除效果低于Mn O2@CBC与其被较多的填充到孔隙内以及发生了氧化有关。（4）生物炭基材料巨大的表面积和孔隙参数为物理吸附创造了条件,pH漂移实验结果表明静电作用在HBC和CBC吸附重金属离子的过程中发挥重要作用,沉淀作用则是BC的一个不可忽视因素;吸附后材料的XPS和FTIR结果表明CBC和Mn O2@CBC对重金属离子的去除主要是发生了离子交换与络合作用,而n ZVI@CBC除此之外还发生了氧化还原作用。本研究证明了以玉米芯为原料制备生物炭并在此基础上采用柠檬酸改性和负载Mn O2,具有对水体中Pb（Ⅱ）和Cu（Ⅱ）污染的良好的去除效果,可为生物炭基材料应用于重金属污染的治理提供参考。