随着我国现代工业的大规模发展,工业废水特别是重金属污染废水的排放量剧增,对我国水资源的污染也日益严重。暴露在重金属环境中,例如Cd(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)、Co(Ⅱ)和Ni(Ⅱ),即使是痕量的接触量,也可能带来发育滞后、各种癌症、肾损害,甚至是死亡。所以,寻找有效彻底的去除重金属离子的方法非常重要。许多方法,例如化学沉淀、絮凝、化学氧化还原、离子交换、吸附剂、电化学等,但是这些方法都存在带来二次污染、造价昂贵等缺陷。因此,寻找一种有效环保、价格低廉的去除水体中重金属离子方法非常有必要。本文合成了 EGTA(ethylene glycol-bis(2-aminoethylether)-N,N,N’,N’-teraacetic acid)改性壳聚糖和磁性聚丙烯酰胺(PAM)微球两种吸附材料,并应用于水体中重金属离子的去除。在本文中,重点研究了这两种新型吸附剂对Cd(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)、Co(Ⅱ)和Ni(Ⅱ)四种金属的吸附效果。主要研究工作如下:1.以去酰化85%以上的壳聚糖为原料,使用EGTA对其功能性修饰,以增强其对二价金属离子的络合能力。其结构通过FTIR对EGTA官能团进行定性分析,通过Element Analysis等手段对EGTA官能团在壳聚糖的上载率进行定量分析。测试的结果表明,EGTA官能团成功地通过共价键连接到了壳聚糖上,且上载率为1.4mmol/g。2.以三价铁和二价铁为原料,通过化学共沉淀法合成20nm左右直径的磁性Fe3O4粒子,并通过TEM和VSM等手段确定磁性粒子粒径和磁性。将制得的磁性Fe3O4粒子与丙烯酰胺单体进行反相乳液共聚制得磁性PAM纳米胶颗粒,进一步的,为了提高这种材料的吸附性能,又用羟肟酸(Hydroximic acid)对其进行功能性修饰。对这种新材料依次进行了FTIR、TEM、TG和VSM等技术表征和确认。3.通过分别实验两种新型吸附剂对Cd(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)、Co(Ⅱ)和Ni(Ⅱ)四种金属的吸附效果,来考察两种吸附剂的吸附能力。同时也考察了pH、吸附时间、溶液初始浓度等对吸附剂吸附效果的影响。在单一金属体系里,EGTA改性壳聚糖对Cd(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)、Co(Ⅱ)和Ni(Ⅱ)四种金属的最大吸附容量依次为0.74mmol/g、0.51mmol/g、0.30mmol/g和0.48mmol/g;而磁性PAM/HA对四种金属的最大吸附容量依次为1.92mmol/g、0.88 mmol/g、1.49mmol/g和 1.31 mmol/g。通过与改性前的原材料的吸附对比发现,两种改性后的新材料的吸附性都能得到了极大的提高,这说明EGTA和HA官能团在吸附中起了非常关键的作用。通过红外分析和Gaussian计算推测,两种吸附剂表面的官能团都与二价金属离子络合生成了稳定的正八面体结构。也对单一金属体系分别进行了吸附动力学研究和吸附平衡等温线的研究,结果表明,两种吸附剂都符合准二级动力学模型;EGTA改性壳聚糖符合BiLangmuir方程,而磁性PAM/HA更符合Sips模型。通过对双金属体系和多金属体系的吸附研究发现,EGTA改性壳聚糖和磁性PAM/HA分别对Cd(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)有更高的亲和性,这有利于将这两种吸附剂投入到从混合金属溶液中对目标金属的提取。吸附剂的脱附再生实验表明,这两种吸附剂都能被有效地再生重复使用至少6次。