杂原子掺杂是碳基材改性的一项重要的手段，把杂原子引入到碳层结构中，由于杂原子与碳原子之间的电负性差异或原子半径差异，能够转变原始碳层的化学惰性，形成局部电势密度差，产生越多表面缺陷，为过硫酸氢钾激发提供越多反应位点，当前生物炭研究所掺入的杂原子品类有氮、硫、硼3种，按照掺杂的形式可分为一锅法和后处理两种，前者经过把含有杂原子的化学试剂跟生物质的前驱体进行混合，或是直接选取了含较多杂原子的生物质前体进行了一步热解，而后者则是选择将制备得到的生物炭样品进行二次加工引入杂原子。

　　有学者以芦苇为原料，硝酸铵为掺杂剂，合成了氮掺杂生物炭用于激发过二硫酸盐，他们发现氮原子的引入增进了生物炭的比表面积，污染物在材料表面的吸附是污染物清理的速度，而且体系并非遵循自由基氧化路径，而是由单线态氧和碳表面过硫酸氢钾复合体主导的。

　　有学者以玉米芯为原料，尿素为掺杂剂，制作了不同比例的氮掺杂类生物炭，用以激发过二硫酸盐，通过动力学拟合、量子化学计算等方法，揭秘了吡啶氮和叽咯氮的关键作用，同时通过自由基捕获实验和电化学实验等排出了单线态氧的作用，氮掺杂生物炭激发过二硫酸盐过程先形成表面亚稳态的碳-过硫酸盐复合体，随着污染物的引入随即发生电子转移反应。

　　有学者采用后处理方法，以单质硫为掺杂剂，实现了污泥基生物炭的硫化，并发现引入的硫原子能够与污泥生物炭中固有的氮元素协同，产生越多的路易斯酸碱位点，提升了过硫酸氢钾的激发成果，还有学者则以硫脲为掺杂剂制备得到硫氮共掺杂花生壳生物炭基过硫酸盐激发剂，硼原子与碳原子的尺寸相近，而电负性较低。

　　有学者以小麦秸秆为前驱体与硼酸混合，同时用氢氧化钾激发，制备得到一种高吸附活性较高的过硫酸盐激发剂，实现了磺胺甲恶唑的良好降解。

　　目前采用杂原子掺杂策略制备的生物炭基过硫酸盐激发剂较为有限，对于杂原子引入的具体贡献还存在争议，明晰不同相态杂元素对过硫酸盐的激发作用，以及如何定向引入所需要的相态元素，是亟待解决的问题和发展的方向，另一方面，不同研究采用的前驱体、掺杂剂、合成条件不尽相同，降解的污染物种类也五花八门，很难对得到的过硫酸氢钾激发剂进行比较，值得系统的比较研究。