重金属铬离子因其在电镀、印刷、染料等产业中的广泛应用,普遍存在于地表水和地下水中,被列为废水中毒性最大的污染物之一。铬离子在水体中主要以两种形式存在:Cr(VI)和Cr(III),其中Cr(VI)的毒性比Cr(III)高出100多倍。因此,将污水中Cr(VI)还原为Cr(III),或将其固定化是非常重要的污染治理策略。吸附法因具有操作简单、低成本和高效率等优点,在Cr(VI)离子的净化去除方面具有广阔的发展前景。本文通过一步碳化法制备了氮掺杂的磁性碳纳米吸附剂(MCNs),利用多种表征技术分析其物理化学性质特征,并对六价铬离子进行降解吸附实验,研究了Cr(VI)离子初始浓度、溶液pH值和反应接触时间对吸附效率的影响,并运用吸附动力学模型和吸附等温线模型探究MCNs的吸附机理。论文获得的主要研究成果如下:(1)将不同碳化温度下制备的MCNs对Cr(VI)离子的吸附效率做对比,结果表明碳化温度为700℃制备的材料(MCN700)具有最好的吸附效果,当pH=2时,Cr(VI)离子初始浓度为50 mg/L、吸附剂用量为50 mg的条件下,接触时间为2 h时,MCN700对Cr(VI)离子的吸附达到平衡,吸附率和吸附量分别可达96.90%和56.28 mg/g。通过对MCNs的表征观察发现MCN700具有管状碳和片状碳同时存在的不规则形貌,比表面积最大(817.0 m~2/g),吸附剂磁化强度和结晶度良好,非常有利于吸附性能的提高和吸附剂的回收再利用。(2)采用吸附动力学模型、吸附等温线模型和X-射线光电子能谱、振动样品磁强计等表征探究了MCN700的吸附机理。结果表明:伪二级动力学方程和Langmuir方程能很好地拟合MCN700对Cr(VI)离子的吸附过程,说明吸附过程主要以单分子层吸附为主,化学吸附是影响吸附进程的主要机制,而不是颗粒内传质。吸附反应中吸附和还原过程同时存在,Cr(VI)离子被吸附在吸附剂表面后,部分被吸附剂表面的ZVI还原为Cr(III)离子。吸附剂MCN700经过6次吸附-解吸循环实验后,吸附率仅下降11.61%,说明MCN700的再生使用性能优异。