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随着现代工业的迅速发展,会产生大量的重金属废水,对环境和人体健康造成严重危害。如何消除重金属的危害并有效地回收重金属是当今环境保护工作面临的突出问题。吸附法是一种常用处理重金属离子污染的技术。寻求各种具有特殊或优异性能如具有特殊选择性、重复利用率高、成本低廉、制备简单和去除率高的吸附剂,是该领域最引人注目的研究热点之一。本论文选用农林废弃物木屑作为原料,对其进行化学改性,制备出木屑黄原酸盐(SX)和乙二胺接枝木屑黄原酸盐(SX-g-EDA)两种吸附剂,并通过对水溶液中Cu2+和Ni2+吸附行为的研究,考察了两种吸附剂的吸附性能。采用现代分析技术,如红外光谱分析、BET-N2吸附法、XRD分析和扫描电镜等,对改性前后的木屑的官能团特征、比表面积、表面结构、形貌进行了表征。通过静态吸附实验,考察了投加量、pH值、吸附时间等因素对吸附效果的影响,并对吸附热力学以及吸附动力学进行了重点研究。本论文的主要内容如下：1.合成SX和SX-g-EDA,通过与原木屑(NS)的对比,发现NS经化学改性后,形貌上更加疏松多孔,结构上有效官能团增加,结晶度降低,这些都使得SX和SX-g-EDA对金属离子的吸附能力增强。2.对单离子而言,SX对水溶液中Cu2+和Ni2+离子吸附过程均符合Langmuir、Freudlich和Sips等吸附等温模型。在25℃,投加量为1g/L时,由Langmuir模型计算得到的饱和吸附量分别为0.479mmol/g和0.432mmol/g。由D-R模型计算得到平均吸附能分别为16.69kJ/mol和17.36kJ/mol,说明SX吸附Cu2+和Ni2+离子存在化学离子交换机理。并计算出相关热力学参数,其吸附焓依次为-34.40kJ/mol和-38.46kJ/mol,熵变分别为-36.33J/(mol·K)和-57.53J/(mol·K),吉布斯自由能均为负值,说明SX吸附Cu2+和Ni2+离子是一个自发的放热过程。在动力学研究上发现,SX对Cu2+和Ni2+离子的吸附速度很快,在30min内基本达到吸附平衡,吸附动力学符合准二级动力学方程,吸附过程中存在内扩散。由Arrhenius公式计算其吸附活化能分别为58.71kJ/mol和63.94kJ/mol,说明SX吸附Cu2+和Ni2+离子主要是化学吸附过程。对混合离子而言,修正后的扩展Langmuir模型预测SX对Cu2+和Ni2+离子的吸附结果优于扩展的Langmuir模型。动力学研究发现,准二级动力学方程依然适用于混合体系。3.SX-g-EDA吸附水溶液中Cu2+和Ni2+单一离子的过程,同样可以用Langmuir、Freudlich和Sips等吸附等温模型来描述。在25℃,投加量为1g/L时,由Toth模型计算得到吸附Cu2+的饱和吸附量为0.818mmol/g; Langmuir模型计算得到吸附Ni2+的饱和吸附量为0.631mmol/g,此时与实验值最接近。并用D-R模型计算得到平均吸附能分别为10.26kJ/mol和12.00kJ/mol,说明SX-g-EDA吸附Cu2+和Ni2+离子也存在化学离子交换机理。计算出相关热力学参数,其吸附焓依次为-30.95kJ/mol和-27.30kJ/mol,熵变分别为-34.49J/(mol-K)和-18.52J/(mol-K),吉布斯自由能均为负值,说明SX-g-EDA吸附Clu2+和Ni2+离子也是一个自发的放热过程。改变吸附剂投加量,其平衡常数、平衡吸附量、热力学参数均发生了变化,我们将这种现象称为“吸附剂浓度效应”,并作了简单探讨。在动力学研究上发现,SX-g-EDA对Cu2+和Ni2+离子的吸附速度很快,在60min内基本达到吸附平衡,吸附动力学符合准二级动力学方程,并且吸附过程中存在内扩散。由Arrhenius公式计算其吸附活化能分别为59.12kJ/mol和55.92kJ/mol,说明SX-g-EDA吸附Cu2+和Ni2+离子主要是化学吸附过程。同SX吸附混合离子一样,修正后的扩展Langmuir模型预测SX-g-EDA对Cu2+和Ni2+离子的吸附结果更优于扩展的Langmuir模型。动力学研究发现,准二级动力学方程依然适用于混合体系。