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重金属和有机染料是工业废污水中最主要的两种污染物,其通常具有难降解、致癌等性质,对人类及生态体系造成了极大的威胁。作为处理水体中重金属和染料废水最有效的方法之一,吸附法利用吸附材料吸附去除水体污染物。但传统吸附材料处理能力有限,不能很好地满足人们对含单一或多组分污染物废水的高效环保处理需求,因此研发环境友好的多功能高效吸附材料尤为重要。本文以壳聚糖为主要原料,通过聚合、交联、肟化等手段制备了三种偕胺肟化壳聚糖吸附材料,借助傅里叶红外光谱(FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电镜(SEM)等手段对其基本物理化学性质进行了表征,利用静态吸附法研究了其对不同重金属离子和染料的吸附行为,以及各因素对吸附过程的影响。主要研究结果如下:(1)以改性壳聚糖单体(MAc-CTS)和丙烯腈(AN)为原料进行共聚,再经偕胺肟化反应得到二元共聚型偕胺肟化壳聚糖吸附材料MAc-CTS/AO。结果表明,当25℃,pH=5,初始浓度 100 mg/L 时,MAc-CTS/AO 对 Cu2+、Ni2+的吸附量为 8.54 和 7.45 mg/g。对Cu2+和Ni2+的吸附非常服从准二级动力学模型,且等温吸附线对Langmuir和Freundlich模型都能很好地拟合。MAc-CTS/AO对模拟废水(水-三氯甲烷溶液)中颜料红224有明显的吸附行为,在10℃,废水体系pH=7下,经过10～15次振荡后,对颜料红224的吸附容量达315.79 mg/g,循环使用5次后吸附效果基本不变。通过固液界面自由能计算和FTIR测试初步探讨了吸附机理,吸附过程主要由MAc-CTS/AO与颜料红224之间氢键相互作用引起。(2)以壳聚糖(CTS)、丙烯酰胺(AM)、AN、1-(2-N-烯丙基氨乙基)-2-油酸基咪唑啉(NIPA)和3-二甲胺基烯丙基膦酸(DMAAPA)为原料,制备出咪唑啉交联型(CTS-g-poly(AM/AO/NIPA))和膦酸交联型(CTS-g-poly(AM/AO/DMAAPA))两种偕胺肟化壳聚糖吸附材料,探究两者对Cu2+和Ni2+的吸附性能。结果表明,在吸附条件(pH=5,T=25℃)CTS-g-poly(AM/AO/NIPA)对 Cu2+和 Ni2+的吸附量分别为 37.95、89.03 mg/g,均高于 CTS-g-poly(AM/AO/DMAAPA)。CTS-g-poly(AM/AO/NIPA)和CTS-g-poly(AM/AO/DMAAPA)对Cu2+和Ni2+的吸附过程均更加服从准二级动力学模型,以化学吸附为主;对Langmuir和Freundlich等温吸附模型均能较好的拟合(R2(Langmuir)略差),说明吸附过程既含单分子层吸附又含多分子层吸附。CTS-g-poly(AM/AO/NIPA)循环使用5次后对Cu2+和Ni2+的吸附量保留率分别为92.97%、85.01%。(3)对三种偕胺肟化壳聚糖吸附材料进行了模拟海水提铀实验,结果表明CTS-g-poly(AM/AO/DMAAPA)的铀吸附容量最大(227.2 mg/g),明显高于 MAc-CTS/AO(61.4 mg/g)和 CTS-g-poly(AM/AO/NIPA)(173.5 mg/g)。