如今随着现代工业的高速发展，重金属污染越来越严重，发展有效的技术治理水和土壤中的重金属污染迫在眉睫。泡沫分离法被认为是一种行之有效的治理重金属污染的方法，对水基泡沫的研究具有非常重要的现实意义。水基泡沫一般由表面活性剂的溶液产生，在重金属离子引起环境污染的情况下，重金属离子增多引起水的矿化度增大，因此选择既耐盐性强，又与重金属离子有强烈相互作用，并且绿色环保的表面活性剂形成水基泡沫，是相关研究的重点和难点。本论文优选新型绿色环保表面活性剂生成水基泡沫去除水溶液中的重金属离子，去除效果显著，并且利用等温滴定量热法、Zeta电势等手段对机理进行了探讨，取得的认识为今后采用水基泡沫治理重金属离子引起的环境污染提供技术支持和理论指导。本论文还对高盐条件下表面活性剂复配体系的泡沫性质进行了研究，优选出起泡能力强，泡沫稳定性适中的体系，发现在这些体系中形成了囊泡缔合结构，其在提高原油采收率、治理土壤污染和日化领域均有着广阔的应用前景。　　本研究分为两个部分：第一部分为优选高抗盐新型表面活性剂生成水基泡沫去除水溶液中的重金属离子。采用一种新型的阴-非表面活性剂十三烷醇聚醚-4-羧酸钠(AEC)生成水基泡沫，用Foamscan测定表面活性剂生成的水基泡沫的泡沫性质。分别考察了表面活性剂/重金属离子的摩尔比、表面活性剂浓度和pH对水溶液中重金属离子去除效率的影响。实验结果表明，在较大的表面活性剂浓度范围内，水溶液中重金属离子的去除效率均在90％以上，在适宜条件下去除效率达到99.8％。测定在AEC溶液中生成的单个气泡的Zeta电势值，证明AEC表面活性剂的阴离子基团与重金属离子的结合，并且采用傅里叶变换红外和等温滴定量热法证明两者有确定的相互作用，确定了水剂泡沫去除重金属离子的机理。第二部分在高矿化度条件下，对一系列单一表面活性剂及表面活性剂复配体系的泡沫性质进行了研究，利用Foamscan、手摇法、摇床法等测定了泡沫的起泡能力、稳定性及其它性质，优选出起泡性好，泡沫稳定性适中的单一表面活性剂或者复配体系。实验过程中发现，溶液呈乳白色浑浊，但相态比较稳定，具有优良的乳化能力和良好的泡沫性质，利用透射电子显微镜和扫描电子显微镜发现该体系形成了囊泡结构。该体系在提高原油采收率、治理土壤污染和日化领域均具有重要应用前景。　　本研究主要创新点：⑴利用一种新型的阴-非表面活性剂十三烷醇聚醚-4-羧酸钠生成的水基泡沫去除水溶液中的Cd2+，在最佳实验条件下，利用泡沫分离法去除水溶液中的Cd2+效率能达到99.8％，并且不会对环境造成二次污染。⑵采用Zeta电位仪、等温滴定量热法等方法研究表面活性剂与重金属离子的相互作用，揭示了采用水基泡沫去除重金属离子的理论机制，为泡沫分离法的更广泛应用奠定了理论基础。⑶发现一些特定表面活性剂体系可在多价无机金属离子诱导下形成囊泡缔合结构，具有良好的乳化能力和泡沫性能，该类体系在提高原油采收率、治理土壤污染和洗化领域均具有巨大的应用潜力。