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随着现代工业活动的迅速发展所带来的环境污染进一步加剧,由重金属引起的水污染已成为全球化问题。重金属因其毒性、持久性、不可生物降解性以及生物积累性等特点,使得重金属废水的处理成为世界各国环境保护工作的重点之一,寻求新的重金属废水处理方法和更为高效的重金属废水处理剂也已成为当前的研究热点。本文旨在开发高效、实用的重金属废水处理剂,使重金属废水的处理更为简单卓效。壳聚糖具有环境相容性好、可再生、资源丰富以及高度可降解性等优点,在水处理领域已引起越来越多的关注。论文在对课题组先前合成的新型重金属捕集剂O-黄原酸化壳聚糖（XCTS）性能补充研究的基础上,合成了新型螯合聚合物O-黄原酸化-N-苄基壳聚糖（RXCTS）,其重金属捕集性能进一步提升;此外,论文还采用丙烯酰胺为主要原料,通过化学合成方法将重金属离子的强配位基团二硫代羧基引入到丙烯酰胺分子链中制成小分子螯合剂,再将其聚合制备出接枝效果更好的新型螯合聚合物聚二硫代羧基化丙烯酰胺（PDTAM）。RXCTS与PDTAM均具有重金属螯合沉淀和絮凝沉降的双重效能,对废水中的重金属表现出优异的捕集性能,同时亦可去除水中的浊度。本文采用正交实验法确定了RXCTS和PDTAM的最佳制备条件,并借助元素分析、红外分析、核磁等方法对其进行了表征。以实验室配制的重金属水样为处理对象,通过絮凝实验法分别考察了RXCTS和PDTAM的重金属捕集性能、除浊性能等;并对RXCTS和PDTAM的溶液特性、存放稳定性、螯合絮体形态特征、螯合絮体的稳定性、重金属回收性能以及实际重金属废水处理性能等进行了探讨。主要研究结果如下:RXCTS的最佳制备条件为:NaBH4与CTS物质的量之比为1.5:1、反应温度为30℃、反应时间为0.5 h。PDTAM的最佳制备条件为:接枝反应中,AM质量浓度为3%,反应物比例[n（NaOH）:n（CS2）:n（AM）]为2:2:1,预反应温度T1为35℃,预反应时间t1为60min,主反应温度T2为50℃,主反应时间t2为150 min;聚合过程中,引发剂AIBI投加量为0.24 g,反应温度为60℃,反应时间为18 h。红外分析谱图表明,RXCTS分子链上不仅含有黄原酸基,还含有仲胺基,它们均可与重金属离子发生螯合、配位等作用;PDTAM经红外与核磁分析也均表明其分子链上成功接枝了二硫代羧基,且经激光光散射法测得PDTAM重均分子量Mw约为3.5×104,表明小分子盐被成功聚合。RXCTS与PDTAM均属于两性聚电解质,RXCTS在蒸馏水和自来水中的等电点pHiep分别为3.3和3.0;PDTAM在蒸馏水和自来水中其等电点pHiep分别为4.0和1.6。在相同RXCTS/PDTAM投加量下,重金属去除率通常随体系pH值的降低而减小,但在较低pH值下,增大投药量亦可获得理想的去除效果;体系中共存浊度对RXCTS/PDTAM捕集重金属离子的影响不尽相同,有促进有抑制,但金属离子大多对浊度的去除有明显的促进作用;共存有机配位剂对重金属的捕集也存在一定影响,主要取决于共存体系中配位基团间的相互关系,主要包含配位竞争（抑制）和类聚效应（促进）。RXCTS不仅可用于去除无氧化性的重金属离子,对于水中的氧化性重金属离子Mn（VII）和Cr（VI）也具有良好的去除性能。对于初始浓度为25 mg/L的水样,在RXCTS投加量为210 mg/L、pH值为6.0时,总Mn去除率可达100%;RXCTS投加量为480 mg/L、pH值为5.0时,Cr（VI）和总Cr去除率分别可达98.8%和96.6%。PDTAM对单一金属离子体系和混合金属离子体系中的重金属均有良好的捕集效果。在混合体系中,PDTAM对金属离子的选择性依次为Cu（II）（29）Pb（II）（29）Cd（II）（29）Mn（II）（29）Ni（II）。测得其螯合常数分别为6.76×1011、5.64×1011、3.38×1011、8.55×1010、5.96×1010,表明螯合物稳定性依序为PDTAM-Cu（29）PDTAM-Pb（29）PDTAM-Cd（29）PDTAM-Mn（29）PDTAM-Ni。PDTAM对实际废水的处理效果也较为理想,且成本低于传统中和沉淀法。螯合絮体的扫描电镜显示不同种类的螯合絮体其形貌各异,但絮体表面均较为粗糙且有明显的堆积和粘附现象,表明高分子链的吸附架桥功能在絮凝过程中发挥着重要作用。絮体稳定性不仅与螯合物稳定性、浸出液酸碱度密切相关,也与絮体形貌有着较大关联。总体而言,RXCTS与PDTAM对多种重金属离子均具有良好的捕集性能,且重金属大多皆可有效回收,产品适用性良好,在酸性及高浊条件下也可实现较高的重金属去除效率。因此,RXCTS与PDTAM具有广阔的应用前景。