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六价铬因为其生物毒性被美国EPA列为水环境中的1级优先控制污染物,对人体和生物的健康及生命有严重的危害,国内也将六价铬列为“十二五”规划中的重点防控对象。现今的社会发展面临可用水资源贫乏和水体重金属污染日益频发双重危机。2011年云南省南盘江发生的重大铬污染事件和自09年以来连续四年的干旱,使得居民生活和工业生产用水严重受到影响,因此水体Cr(Ⅵ)的治理迫在眉睫。吸附法去除水体中Cr(Ⅵ)具有高效简便的优点,关键在于吸附剂的选择。课题组成员曾以水热-模板法一步合成介孔硅材料,将其应用于Cr(Ⅵ)的吸附,并对吸附条件优化进行了初步探索。本研究的一部分内容是在课题组成员的研究结果基础上对该系列介孔硅材料吸附Cr(Ⅵ)进行更全面和更深入的研究；另一部分内容是采用碳类材料作为吸附剂对Cr(Ⅵ)的吸附去除做初步探索。研究发现介孔硅材料吸附Cr(Ⅵ)的效果随着模板剂链长的增加而增加,但并不是随着模板剂用量的增加而增加；对Cr(Ⅵ)的吸附选择性高,对F-、Cl-、NO3-、PO43-、 SO42和Si032-几种常规阴离子和Cu2+、Ni2+、Ca2+、Mg2+、Zn2+五种重金属阳离子均没有吸附作用；其吸附Cr(Ⅵ)符合Langmuir等温模型和准二级反应动力学模型,吸附过程吸热但吸热量不大,为自发的熵增过程；吸附后的材料可以进行再生-循环吸附,循环5次以后吸附效果未见明显下降。通过吸附过程pH值变化的测定、材料的拉曼、红外表征和元素分析,得出介孔硅材料对Cr(Ⅵ)的吸附机理为吸附剂上带正电的铵根离子与HCrO4-和HCr2O7产生静电作用,形成氢键吸附在材料的孔道内部,Cr(Ⅵ)存在形式和吸附剂中硅的表面电荷情况是影响吸附效果的主要因素。碳类材料对Cr(Ⅵ)的吸附研究中,木质活性炭(W-AC)和煤质活性炭(C-AC)的效果很好,多壁碳纳米管(MWCNTs)(?)口石墨烯(Graphene)的效果较差；优化的操作条件为pH=1.0,吸附剂投加量50mg/50ml;动力学和热力学研究表明W-AC和C-AC对Cr(Ⅵ)的吸附符合Langmuir、Freundlich和Tempkin等温模型和准二级、Elovich方程和班厄姆孔道扩散三种动力学模型,吸附过程为化学反应、非均相扩散和孔道扩散综合控制的过程,吸附为自发吸热熵增的过程,通过吸附热的计算推知活性炭对Cr(Ⅵ)的吸附可能是单独的化学吸附或者物理吸附和化学吸附共存。实验室常用的几种吸附剂对Cr(Ⅵ)的吸附结果显示：沸石和MCM-41对Cr(Ⅵ)没有吸附作用,SBA-15和介孔Al2O3的吸附容量较低(低于50mg/g),而本论文中主要研究的硅材料和活性炭材料对Cr(Ⅵ)的吸附容量达到了150mg/g以上。吸附效果最好的材料HMS经拟合之后的最大吸附容量为215.05mg/g,这一值在同类硅材料吸附剂中,效果仅次于文献报道中的氨丙基三乙氧基硅烷改性的介孔氧化硅(226.2mg/g)。研究结果表明介孔硅材料和活性炭为较好的吸附剂,在水体Cr(Ⅵ)处理方面有很大的应用潜力。