重金属具有持久性、生物富集性以及潜在危害性,对环境和人类健康造成严重的危害。其中,铅及其它的化合物是不可降解、性质比较稳定的一种有毒污染物。美国环保署（EPA）规定饮用水中铅的含量应低于10-15 ug/L。我国在《生活饮用水卫生标准》规定铅含量限值为0.01 ug/L。零价铁现已被广泛应用于污染水体处理和生态环境修复。但是,零价铁因其易氧化、易团聚以及不稳定性制约着其本身的实际应用价值。本研究采用机械球磨法将零价铁（Fe⁰）颗粒负载到疏水性、高硅比的ZSM-5分子筛上,制备粉体和片状Fe⁰/ZSM-5复合材料,并利用X射线衍射仪（XRD）、场发射扫描电镜（SEM）、能谱（EDS）分析和比表面积（BET）等对其进行表征;考察两种复合材料对水中的Pb²⁺以及模拟电镀废水中的Cr⁶⁺、Cu²⁺、Cd²⁺、Pb²⁺等混合重金属的去除性能。本文的主要研究结论包括一下几个方面:（1）以疏水性、高硅比ZSM-5分子筛为助磨剂和分散剂,利用机械球磨法制备出粉体Fe⁰/ZSM-5复合材料和片状Fe⁰/ZSM-5复合材料。表征结果表明:由XRD和SEM分析可知:制备出的两种Fe⁰/ZSM-5复合材料均含有α-Fe⁰（110）晶面,且由于ZSM-5分子筛的作用,使零价铁分散的很均匀。由BET分析可知:Fe⁰和Fe⁰/ZSM-5复合材料的比表面积分别为7.18 m2/g和219.36 m2/g,表明复合材料大大增加了Fe⁰的比表面积,有效改善了Fe⁰易团聚的问题,提高了Fe⁰的反应活性。（2）粉体Fe⁰/ZSM-5复合材料和片状Fe⁰/ZSM-5复合材料对Pb²⁺的去除均有很好的效果。在30℃,初始Pb²⁺浓度为1¹00 mg/L,pH值为3.0,粉体和片状Fe⁰/ZSM-5复合材料投加量均为2 g/L,反应时间分别为120 min和240 min条件下,Pb²⁺的最大去除率和最高吸附量分别为78.05%、10.20 mg/g和76.43%和42.80 mg/g。在30℃,Pb²⁺初始浓度为5 mg/L,pH值为3.0⁷.0,粉体Fe⁰/ZSM-5和片状Fe⁰/ZSM-5复合材料投加量均为2 g/L,反应时间分别为180 min和360 min条件下,Pb²⁺的最大去除率和最高吸附量分别为72.35%和36.61%。（3）粉体Fe⁰/ZSM-5复合材料和片状Fe⁰/ZSM-5复合材料能够快速去除模拟电镀废水中的重金属。粉体Fe⁰/ZSM-5复合材料去除Pb²⁺、Cr⁶⁺、CrT、Cd²⁺和Cu²⁺的速率快慢顺序为Pb²⁺>Cr⁶⁺≈CrT>Cd²⁺>Cu²⁺。片状Fe⁰/ZSM-5复合材料去除Pb²⁺、Cr⁶⁺、CrT、Cd²⁺和Cu²⁺的速率快慢顺序为Pb²⁺>Cr⁶⁺≈CrT>Cd²⁺≈Cu²⁺。重金属离子存在时,对粉体Fe⁰/ZSM-5复合材料和片状Fe⁰/ZSM-5复合材料去除Pb²⁺的速率并没有明显影响。（4）等温吸附模型研究表明:粉体和片状Fe⁰/ZSM-5复合材料对Pb²⁺的去除过程分别符合Langmuir和Freundlich等温吸附模型。吸附动力学研究表明:粉体和片状Fe⁰/ZSM-5复合材料对Pb²⁺的去除过程分别可用准二级反应动力学和准一级反应动力学模型来描述。（5）对Fe⁰/ZSM-5复合材料去除Pb²⁺的机理进行了分析。由X射线光电子能谱（XPS）分析可知:Pb²⁺被转化生成了Pb0、PbO以及Pb（OH）₂等以固相沉淀物形式吸附在球磨Fe⁰/ZSM-5复合材料表面。Fe⁰/ZSM-5复合材料对水中Pb²⁺的去除主要靠吸附作用、氧化还原反应和共沉淀作用。反应过程中释放出Fe²⁺会加速Fe⁰表面的给电子过程,增加其表面活性位点,进而进一步提升对Pb²⁺的还原。反应过程中零价铁被不断腐蚀氧化,在表面生成的铁氧化物[Fe（OH）]+、[Fe（OH）₃]^-、[Fe（OH）₄]^2-、Fe（OH）₂和Fe（OH）3具有一定的吸附性。同时,随着反应的进行,溶液的pH值不断上升,溶液中的Pb²⁺被吸附到铁氧化物的表面形成沉淀物而沉淀下来使Pb²⁺去除率进一步得到提高。