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为实现农林废弃物的资源化利用和开辟廉价、高效的重金属吸附剂,本文研究了天然白果壳(WS)、利用1%KMnO4溶液对白果壳进行化学改性而制备成KMnO4改性白果壳(命名为WSK)和将天然白果壳制成生物炭后再用1%KMnO4溶液改性得到的吸附剂(命名为MWSB-K),用于吸附水溶液中的Cd2+。WS：研究了粒径、温度、投加量、pH、初始Cd2+浓度和反应时间几个因素对WS吸附Cd2+的影响,通过模型拟合、电镜扫描(SEM)和红外光谱(FTIR)分析,对其吸附机理进行了初步探讨；WSK-研究了温度、pH、反应时间、初始Cd2+浓度四个因素对WSK吸附Cd2+的影响,通过模型拟合、电镜扫描(SEM)和红外光谱(FTIR)分析,对其吸附机理进行了初步探讨；MWSB-K:研究了粒径和温度对MWSB-K吸附Cd2+的影响,温度、初始Cd2+浓度和溶液pH对Cd2+吸附的三因素正交优化实验,通过电镜扫描(SEM)和红外光谱(FTIR)分析,对其吸附机理进行了初步探讨。实验主要结果如下。(1)白果壳的主要化学组分是酸不溶性木素和纤维素,同时也含有较多的多戊糖和1%NaOH抽出物。WS对Cd2+具有一定的吸附能力,吸附过程主要受粒径、pH、反应时间、初始Cd2+浓度和WS投加量的影响。实验结果表明,WS对Cd2+的吸附,最适粒径为0-0.15mm,最适pH为5.0,反应进行30min后基本达到平衡。当投加量为0.5g,初始Cd2+浓度为20mg/l,溶液体积为50ml时,对Cd2+的吸附量达最大值；当初始Cd2+浓度为100mg/1, WS投加量为4g,溶液体积为50m1时,其Cd2+吸附去除率为99.99%。温度对整个吸附过程的影响不大。吸附量随时间的变化与二级动力学模型的线性拟合最好,R2都为1,说明WS对Cd2+的吸附过程主要受化学吸附主导。吸附量随初始Cd2+浓度的变化均能很好地与Langmuir和Freundlich等温模型进行线性拟合,R2分别为0.98和0.94,表明WS对Cd2+的吸附,既有表层吸附又有多层吸附,且Langmuir方程拟合得到的最大生物吸附量为17.23mg/g。WS的红外光谱分析结果显示,WS表面官能团种类多样、数目繁多,且大多数都是能够与金属离子配位、螯合的活性基团,如：-OH、-COO-、-NH-、C=O、-P=O、-CH-等。(2)WSK是一种理想的Cd2+吸附剂,吸附性能受温度、pH、反应时间、Cd2+初始浓度的影响。吸附量与体系温度呈正相关,温度越高吸附量越大；随pH的增加吸附量先升高后降低,pH为5.5时,吸附效果最佳：在60min后基本达到吸附平衡；随着Cd2+初始浓度的升高,WSK对水溶液中Cd2+的吸附量逐渐增加,当Cd2+浓度为300mg/L时,去除率为94.49%,基本达到吸附饱和。WSK对水溶液中Cd2+的吸附符合Freundlich模型,相关系数R2为0.94,最大吸附量为119.76mg/g；WSK对Cd2+的吸附反应过程与二级动力学模型相符,R2达到了0.9995。SEM照片显示,与WS相比,WSK表面呈多孔结构,比表面积、孔容及表面吸附位点均有所增加,这有助于提高其吸附性能。红外光谱图分析表明WSK主要靠-OH、-COO-、-NH-、C=O、-P=O、-CH-等离子活性官能基团与Cd2+配位结合,其中-COO-起重要作用。(3)将白果壳炭化后再用高锰酸钾改性后的材料MWSB-K,其改性后对Cd2+的吸附量是改性前的5-6倍,其最佳吸附粒径为0.15-0.2mm,同时温度对于MWSB-K吸附Cd2+具有极大的促进作用,表现为吸附量随体系温度的升高而增大,其最大去除率为99.54%,对应的吸附量为49.27mg/g。从温度、Cd2+初始浓度和pH三因素正交优化实验可知,三个因素对实验的影响大小顺序依次为：溶液初始Cd2+浓度>溶液pH>温度,优化结果为pH=5.4、水浴温度为45.6℃、初始Cd2+浓度为369.8mg/l时,与此相对应的预测模型得到的去除率为99.88%。在此条件下对Cd2+的优化吸附量也可以达到152.34mg/g。SEM和FTIR分析表明,MWSB-K吸附剂表面粗糙、呈沟渠片状,表面和内部多孔,是一种理想的多孔高效的吸附材料,参与吸附的主要官能团为-OH、C-O-C、-CO、C=O和C=C等,其中C=C起着重要作用。