秸秆是重要的农业副产品,由于我国是农业大国,每年秸秆产量接近10亿吨,综合利用率不到50%左右,不但浪费资源,还导致环境污染。同时,过多的磷排入水中会造成水体富营养化。吸附法在磷的去除上优势明显。在当前整个吸附剂材料的领域中,离子交换树脂虽然具有吸附效率高的优点,但成本过于高昂,广泛利用的前景并不大,基于以上这些事实,将随处可见的农业衍生及其废弃物通过改性的方式制备出阴离子吸附材料的意义重大。本文通过铵化反应将具有正电性质的季胺基引入到芦苇秸秆中,同时利用铁对磷强烈的配体吸附,以Fe³⁺与季胺基团制备了复合吸附材料,通过单因素试验和基于Box-Behnken设计的响应曲面法考察了四种单因素变量对PO₄^3-去除率的影响及其交互作用得出最佳制备条件;借助扫描电镜等测试手段来表征改性芦苇杆的形貌特征结构和物理化学性质;考察在不同影响因素下改性芦苇秸秆吸附剂对磷的吸附特性,采用Langmuir和Freundlich研究磷的吸附平衡;根据吸附动力学和扩散模型分析改性芦苇秸秆去除磷的动力学特性并研究吸附机理。研究改性芦苇秸秆吸附剂的解吸并进行材料毒理性分析,探究改性方法的实际应用意义和推广的可能性。模型预测的最佳条件为氢氧化钠浓度7.7%、交联温度81℃、铵化温度80℃、铁盐浓度24%。在pH为8.5,投加量为4g/L时两种改性芦苇秸秆有着相对较好的吸附效果。铁负载胺化芦苇秸秆由于体系中还存在着Fe³⁺与PO₄^3-的化学反应以及Fe-O与PO₄^3-极性分子产生的吸附,对PO₄^3-的去除效果更好。同时在极端pH条件下受影响较小,保持了较高的稳定性,证实了经铁负载后的改性芦苇秸秆材料在吸附性能上要远远优于季胺化改性芦苇秸秆;准二级动力学模型更符合PO₄^3-在两种改性材料上的吸附行为。在磷溶液浓度为2mg·L^-1、温度为303K时,铁负载胺化芦苇平衡吸附量为0.31mg·g^-1,是胺化芦苇吸附量的2.21倍。Langmiur方程更符合两种吸附剂的吸附等温线。饱和吸附后的改性芦苇秸秆材料,较好的解吸条件是采用NaOH作为解吸剂,浓度为2.0 mol/L,30℃的解吸温度,30 min的解吸时间,最大总磷回收率约为78.6%。