随着工业经济的飞速发展,水环境遭受了大量重金属离子的污染,重金属离子污染是全世界面临的严重环境问题之一,治理重金属离子污染刻不容缓。处理水体重金属离子采用的方法主要分为化学法、物理法、生物法等。以上方法各有优缺点。吸附法具有操作简单、处理时间短和可回收重金属离子等特点而备受研究中关注。本论文采用海藻酸钠与钙离子交联形成凝胶,通过冷冻干燥制备得到海藻酸钙气凝胶。通过吸附实验,研究了pH值、温度和接触时间对海藻酸钙气凝胶吸附重金属离子容量的影响,进行了吸附等温线研究和吸附动力学研究;采用HCl为脱附剂研究脱附再生能力;通过红外光谱(FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)和钙离子释放量测定研究了吸附机理。实验表明,pH小于3时吸附量明显降低,吸附在180min达到吸附平衡。吸附过程符合Langmuir等温模型;对Pb2+和Cu2+最大吸附量分别为383.1mg/g和101.9mg/g。采用HCl脱附的气凝胶,通过Ca(OH)2处理可以重复利用10次以上;吸附过程符合准二级动力学模型。海藻酸钙气凝胶吸附重金属离子机理表现为离子交换、静电作用。采用乙二胺与海藻酸钠化学交联,然后与钙离子交联形成凝胶,通过冷冻干燥制备得到乙二胺改性海藻酸钙气凝胶。通过吸附实验,研究了pH值、温度和接触时间对改性海藻酸钙气凝胶吸附重金属离子容量的影响,进行了吸附等温线研究和吸附动力学研究;采用HCl为脱附剂研究脱附再生能力;通过X射线光电子能谱(XPS)和钙离子释放量测定研究了吸附机理。实验表明,pH小于3时吸附量明显降低,吸附在300min达到吸附平衡。吸附过程符合Langmuir等温模型;对Pb2+和Cu2+最大吸附量分别为215.3mg/g和86.64mg/g。采用HCl脱附的气凝胶,可以直接重复利用5次以上;吸附过程符合准二级动力学模型。乙二胺改性海藻酸钙气凝胶吸附重金属离子机理表现为离子交换、静电作用、配位作用。