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发展废水末端处理技术是实现废水达标排放及循环利用,进而保护水生态环境的重要举措。开发新型废水处理环保材料是促进废水末端处理技术改进与发展的重要支撑。纺织、印染行业因污染严重、印染废水产生量大已成为环保严格管控的行业之一,而纺织、印染工业又是保障衣物生产过程中印花材料需求的重要行业,如何妥善解决纺织、印染行业的污染问题,特别是实现印染废水高效净化处理从而规避因印染废水不达标排放对水生态环境的危害与影响,已成为保障纺织、印染行业经济效益与环境保护效益协调发展的重要课题。针对印染废水中有机染料含量高、常规环保材料难以实现深度净化处理的现实难题,论文以开发新型磁性纳米吸附材料实现印染废水中有机染料高效去除为目标,在系统回顾了国内外现有文献报道及前沿进展的基础上,结合纳米材料的独特优势,以氨基化/羧基碳纳米管为核心构筑材料,以聚乙烯亚胺、酸性粘多糖类等环保型高分子聚合物为修饰剂,通过对碳纳米材料表面修饰、负载磁性纳米四氧化三铁等序列组装处理,制备了系列磁性纳米吸附剂,并深入考察了所制备材料对典型阴离子染料茜素红、阳离子染料中性红的吸附性能及吸附机理,筛选了吸附工艺条件、构建了吸附工艺模型,进而评估了所制备材料的实际应用性能,主要研究结果如下:(1)以系统阐明表面修饰剂对碳纳米管吸附材料吸附性能的影响效应,并进而基于碳纳米管表面修饰剂筛选实现典型阳离子染料去除为目标,选择氨基化碳纳米管为构筑材料,环保型粘多糖类聚合物海藻酸钠、透明质酸钠、羧甲基纤维素钠为表面功能化修饰剂,分别制备了海藻酸钠(SA)、透明质酸钠(SH)、羧甲基纤维素钠(CMC)修饰的磁性碳纳米管吸附剂(SA@MCNTs、SH@MCNTs、CMC@MCNTs),进而考察了三种吸附剂对典型阳离子染料中性红的吸附性能,结果显示:三种吸附剂对中性红的最佳吸附条件均为:吸附温度25℃,p H=6.0,吸附时间50 min,吸附过程均遵循Langmuir模型;鉴于海藻酸钠、透明质酸钠、羧甲基纤维素电负性的差异,三种吸附剂对中性红的最大吸附容量依次为:SA@MCNTs(263.16 mg/g)>CMC@MCNTs(227.27 mg/g)>SH@MCNTs(192.31 mg/g),反映了采用分子结构中富含羧基及磺酸基团的环保型聚合物对碳纳米管表面修饰是制备高效去除阳离子染料吸附剂的有效路径;SA@MCNTs可通过有效再生与重复利用且对模拟废水中的中性红具有良好的吸附去除性能;(2)针对蒽醌类染料化学结构保守,进入水体难以被自然降解,对水生态环境危害严重的现状,结合蒽醌类染料化学特性,以羧基化碳纳米管为构筑材料,选择聚乙烯亚胺(PEI)为表面修饰剂,采用化学交联法对碳纳米管进行了表面修饰,并进一步通过化学共沉淀法将四氧化三铁锚定于聚乙烯亚胺修饰的碳纳米管表面,制备了一种聚乙烯亚胺修饰的磁性碳纳米管吸附剂(PEI@MCNTs),并以典型蒽醌类染料茜素红(阴离子染料)为模式去除对象,在吸附条件优化,吸附动力学及吸附等温线模型构建的基础上,系统考察了PEI@MCNTs对茜素红的吸附性能,并通过分子对接等手段分析了吸附机理,研究结果显示:在室温下、p H=6.0的溶液中,吸附40 min时,PEI@MCNTs对茜素红的最大吸附容量可以达到196.08 mg/g,吸附过程遵循Langmuir模型;鉴于PEI@MCNTs与茜素红之间存在π-π作用、静电作用、氢键等多重相互作用,PEI@MCNTs对茜素红的吸附容量明显优于传统吸附剂,PEI@MCNTs可以通过碱性溶液有效再生且具备优良的磁分离性能,基于模拟废水实验已初步证实,PEI@MCNTs可用于印染废水中蒽醌类染料的高效去除;本文采用环保型聚合物对碳纳米管进行了表面修饰及组装,分别制备了可用于印染废水中典型阳离子染料中性红与蒽醌类染料茜素红的磁性碳纳米管吸附剂,为印染废水中茜素红及中性红的有效去除提供了一些新型材料,也为可用于水体净化处理的磁性纳米复合吸附材料的制备提高了点滴技术支撑,但鉴于论文实验室工作均是在模拟废水基质中进行了,所制备材料在更为复杂的废水基质中以及规模化废水处理过程中的综合应用性能依然是今后要继续深入探索的问题。