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富营养化在目前全球许多地区广泛存在，主要由于水体中可供藻类繁殖的氮、磷等营养元素过多，其中磷是引起水体富营养化的关键营养物质。吸附法是去除水体中磷污染的主要方法之一。秸秆富含纤维素和木质素等天然高分子，产量丰富且易于改性，是一种重要的环境友好型材料。本课题以麦草秸秆为基础材料，将纳米水合氧化锆(HZO)固载在胺基化秸秆上，合成出一种新型的生物质基纳米氧化锆复合材料，并研究其对水中磷酸根的吸附性能及机理。主要研究内容和结果如下: (1)季铵盐/氧化锆改性生物复合材料的制备及其性能研究。首先利用醚化反应将季胺基团引入秸秆孔道表面，而后通过原位沉积法将纳米HZO固载于胺基化秸秆上，成功研制出季铵盐/氧化锆改性生物质复合材料St-N-Zr;并采用SEM、TEM、XRD、BET及ICP等技术进行材料表征;采用静态吸附实验考察复合材料St-N-Zr对水中磷酸根的吸附行为。结果表明，在一定范围内，吸附量随着温度的升高而增加;St-N-Zr在溶液pH2～7范围内对磷酸根的去除率在90％以上，证明复合材料在酸性水体中仍具备较高的除磷性能;在高浓度竞争离子SO42-存在条件下，St-N-Zr对磷酸根仍显示出较高的吸附选择性;动力学结果表明复合材料对磷酸根的吸附速率主要受颗粒内扩散控制;吸附饱和后的复合材料可以高效再生并重复利用。红外光谱及XPS能谱研究表明，氧化锆吸附磷的机理为磷酸盐与材料上的HZO纳米颗粒形成稳定的内核配位化合物。 (2)一步法季铵盐/氧化锆改性生物复合材料的制备及其性能研究。在已有的季铵盐/氧化锆改性复合材料的基础上，我们进一步优化方案。在碱性条件下将秸秆与3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵(CTA)反应，一步即可引入季胺基生成纤维素醚化物，继而固载HZO纳米颗粒，制备得到合成工艺更为精简的一步法季铵盐/氧化锆改性生物复合材料St-N-Zr,并采用SEM、TEM、XRD、BET等技术进行材料表征。采用静态吸附实验考察复合材料St-N-Zr对水中磷酸根的吸附行为，结果表明，在一定范围内通过投加量提高，改性秸秆的去除率也提高;St-N-Zr符合Langmuir吸附等温模型，且最大吸附量为33.9mg·g-1;St-N-Zr在酸性条件下吸附性能较好;动力学结果表明St-N-Zr的吸附速率仍受颗粒内扩散控制;吸附热力学分析表明，表明St-N-Zr对磷酸根的吸附是一个吸热自发过程。红外光谱研究表明，氧化锆吸附磷的机理为磷酸盐与材料上的HZO纳米颗粒形成稳定的内核配位化合物。